6.1. Счетчик, определение. Классификация.
Счетчиком называется схема, выполняющая функции подсчета количества единичных сигналов, поступивших на ее вход, а также функции формирования и запоминания некоторого кода, соответствующего этому количеству. Счетчики также иногда могут выполнять функции приема и выдачи кода. Схемы счетчиков можно классифицировать по следующим признакам: Основание системы счисления. В вычислительных системах используются двоичные и десятичные счетчики. Двоичные счетчики в свою очередь подразделяются на счетчики с модулем пересчета равным 2n и модулем пересчета, не равным 2n, где n - разрядность счетчика. Направление переходов счетчика. Счетчики принято разделять на простые (суммирующие или вычитающие), которые могут вести счет только в одном направлении, то есть только прибавлять или вычитать входные сигналы, и реверсивные, которые в зависимости от управляющих сигналов могут вести счет в прямом или обратном направлениях. Способ построения цепей переноса. Различают счетчики с последовательным, сквозным, параллельным и групповым переносом. Способ организации счета. Счетчики могут быть асинхронными и синхронными. В асинхронных счетчиках изменение состояния счетчика осуществляется с поступлением информации только на вход первого каскада. В синхронных счетчиках информационный сигнал поступает одновременно на синхронные входы всех разрядов. Тип элементов, используемых для построения счетчика. Различают счетчики на импульсных, импульсно-потенциальных и потенциальных элементах. Тип организации счетного элемента. Счетчики могут быть построены на триггерах со счетным входом и на запоминающих элементах с использованием логических суммирующих схем.
Отдельно – счетчики, работающие по принципу циклического сдвигающего регистра, но они практически не применяются.
6.2. Применение оу. Суммирующий усилитель.
Суммирующий усилитель суммирует (с весом) несколько напряжений. Сумма на выходе инвертирована, то есть все веса отрицательны. Выход инвертирован. Входной импеданс n-го входа равен Zn = Rn (Поскольку V— является виртуальной землей).
– физический
передаточный коэффициент (функция от
t);
– коэффициент масштабирования;
– коэффициент передач
6.3.
Чтобы найти необходимое количество разрядов для получения требуемой разрешающей способности, при заданном напряжении полной шкалы, необходимо произвести следующие действия: напряжение полной шкалы делится на 2 до тех пор, пока не будет получена нужная разрешающая способность. При этом следует подсчитать количество делений на 2, что и будет являться НЕОБХОДИМЫМ количеством разрядов (N).
Способ №1:
N=10/2=5/2=2,5/2=1,25/2=0,625/2=0,3125/2=0,15625/2=0,078125/2=0,0390625/2=0,01953125/2=0,009765625/2=0,005В, итак N=11.
Способ №2:
10/2N=0,005 решим уравнение и найдём N.
10/0,005=2N //прологорифмируем Л. и П. части
ln(2000)=N*ln2
N=11.
7.1. Асинхронные счётчики.
А синхронные схемы счётчиков обладают общей проблемой, связанной с последовательной «сквозной» сменой состояний триггеров. Этот эффект свойственен некоторым двоичным сумматорам и схемам преобразования данных, и обусловлен накапливающимися задержками при прохождении сигнала от одного элемента логического вентиля к другому. Когда выход Q триггера переключается с 1 на 0, он отдаёт коман-ду на переключение следующему триггеру. Если следующий триггер переходит с 1 на 0, то он также подаёт команду на переключение следующему триггеру и т. д. Поскольку всегда существует небольшая задержка при прохождении сигнала между командой на переключение (синхроимпульс) и действительным переключением (смена состояний выходов Q и Q'), а, следовательно, каждый последующий триггер, который должен поменять состояние, сменит его спустя некоторое время, после того как предыдущий триггер уже поменял своё состояние. Следовательно, при переключении состояний нескольких триггеров, смена состояния происходит не одновременно. Например, при переходе с 0111 на 1000, будет происходить «сквозное» изменение состояний от младшего к старшему разряду, в течение короткого периода счётчик будет выдавать неверные значения. Схема называется счётчиком со сквозным переносом или асинхронным счётчиком. Эффект приемлем, поскольку период неверных выходных значений происходит чрез-вычайно быстро.