Контрольная работа Принцип побудови лінійних кодерів і декодерів
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Принцип побудови лінійних кодерів і декодерів
Принцип побудови лінійних кодерів і декодерів
За принципом дії розрізнюють такі методи перетворення аналогових величин у цифрові:
– метод послідовного лічення (часово-імпульсний метод);
– метод безпосереднього лічення (матричний метод);
– метод зваження (порозрядного врівноваження).
Метод послідовного лічення заснований на врівноваженні вхідної величини, що перетворюється, сумою квантів (еталонів) мінімальної ваги
Метод безпосереднього лічення передбачає наявність
Метод порозрядного зваження передбачає використання деякої кількості (суми) еталонів, вага яких пропорційна за двійковою системою лічення числу
Врівноваження вхідної величини починається еталоном максимальної ваги. У залежності від результату порівняння визначається значення („0” або „1”) старшого розряду коду.
Якщо величина вхідного сигналу менша за еталон (
Якщо ж
Отримана різниця порівнюється (врівноважується) з наступним за вагою еталоном. Процес продовжується до врівноваження останньої із різниць мінімальним за вагою квантом, що дозволяє визначити значення („1” або „0”) молодшого розряду кодової комбінації, яка формується.
Можливим є дещо інший варіант реалізації методу, що розглядається.
Порівняння величини, що перетворюється за першим варіантом, починається з еталона максимальної ваги. За результатами порівняння формується значення („1” або „0”) старшого розряду кодової комбінації. А надалі виконується порівняння не різниці з черговим еталоном, а усієї величини вхідного сигналу з сумою еталонів, тобто
де
Відповідно до розглянутих методів аналого-цифрового перетворення кодери розподіляються на кодери послідовного лічення, матричні кодери та кодери порозрядного зважування.
Принцип дії кодера послідовного лічення, структурна схема якого і часова діаграма його роботи наведена на рис. 1, досить простий.
Дискрети АІМ сигналу (рис. 1,б) перетворюються в імпульси з широтно-імпульсною модуляцією (рис. 1,в), тобто здійснюється перетворення АІМ у ШІМ. У такому випадку ширина кожного з імпульсів
Імпульси з ШІМ подаються на один вхід схеми збігу (рис. 1,а), а на другий – послідовність коротких тактових імпульсів (рис. 1,г) з більш високою частотою надходження, внаслідок чого на виході схеми збігу отримуємо пачки імпульсів (
Після підрахування кількості імпульсів у пачці на виході лічильника формується m-розрядна кодова комбінація паралельного коду, зміст якої відображує у двійковому коді величину дискрети АІМ сигналу, тобто здійснюється перетворення АІМ сигналів в ІКМ сигнал (рис. 1,е). Перед надходженням чергової пачки імпульсів лічильник скидається імпульсом
Імпульси опитування відчиняють схеми збігу по одному з входів, на другому з них діють вихідні імпульси лічильника, зміст яких передається у чарунки регістра зсуву. Імпульсами зсуву зміст регістра видається у послідовному коді.
Переваги кодера послідовного рахування – простота, а отже, надійність. До недоліків слід віднести необхідність суттєвого збільшення тактової частоти, яка полягає в
Водночас під час використання кодера зваження
тобто суттєво нижча. Наприклад, якщо
аналоговий цифровий кодер декодер
Рисунок 1
Побудова кодера безпосереднього зчитування (матричного кодера) основана на використанні кодового поля, на якому відображені усі
Схема матричного кодера на електронно-променевій трубці зображена на рис 2.
Рисунок 2
Пилоподібна напруга розгортає тонкий електронний промінь по горизонталі, а по вертикалі промінь переміщається АІМ сигналом, що кодується.
Кодування АІМ сигналу відповідного рівня виконується завдяки тому, що відхилений цим сигналом промінь „пробігає” по тому чи іншому рядку маски, попадає через отвори на колектор і відділяється на резисторі навантаження.
Наявність отворів відповідає кодовій таблиці, кожний рядок якої відображує рівень сигналу у двійковій системі лічення. Перевагою такого кодера є швидкодія, недоліком – необхідність використовувати для роботи високі напруги, невисока стабільність, висока вартість.
Схема кодера на компараторах для m=3 наведена на рис. 3.
|
Рисунок 3
Напруга
Таблиця 1
| Рівні АІМ сигналу | Значення коефіцієнтів | Вихідний код Грея | ||||||||
| | | | | | | | Р1 | Р2 | Р3 | |
| | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Досить легко визначити, що структура дешифратора визначається з використанням булевих функцій:
У сучасних ЦСП використовують переважно кодери порозрядного зваження.
Структурна схема кодера порозрядного зваження наведена на рис. 4.
Аналоговий сигнал дискретизується і перетворюється в АІМ сигнал. На вхід компаратора (схеми порівняння) подається дискретний АІМ-сигнал, рівень якого за допомогою перетворювача АІМ-1 в АІМ-2 запам’ятовується на час кодування.
На другий вхід компаратора подається сума еталонних сигналів з блоку еталонів. Еталонні сигнали підключаються почергово, починаючи з максимального
Якщо
На черговому такті кодування підключений
Рисунок 4
Якщо ж
Таким чином, сутність роботи кодеру полягає у тому, що:
– підбір суми еталонних сигналів, що приблизно дорівнює рівню вхідного сигналу, виконується за m кроків;
– еталони підключаються по черзі послідовно, починаючи із старшого
– на кожному і-му такті підключається черговий і-й еталон, а компаратор здійснює порівняння величини сигналу
Якщо
Розглянемо процес кодування на конкретному прикладі. Припустимо,
У такому випадку
На першому етапі кодування підключається
у результаті на виході ФК старший розряд
Оскільки
ФК формує у черговому розряді кодової комбінації
він складається з
За результатами порівняння
Рисунок 5
Слід зазначити, що для кодування двополярних сигналів у складі кодера необхідно мати дві схеми формування еталонів для кодування позитивних та негативних відліків АІМ сигналу відповідно.
Функцією лінійних декодерів є перетворення кодових комбінацій цифрового (ІКМ) сигналу у послідовність дискрет АІМ сигналу. Найчастіше використовуються декодери зваження. Структурна схема 8-розрядного лінійного декодера порозрядного зваження наведена на рис. 1.17.
Рисунок 6
ІКМ сигнал, що підлягає декодуванню, порозрядно записується у чарунки регістра зсуву. Сигнали зсуву надходять з генераторного обладнання (ГО). Після заповнення регістра черговою 8-розрядною кодовою групою сигналами зчитування (із ГО) відмикаються ті ключі (Кл1, Кл2,...,Кл8), що відповідають розрядам, які мають значення 1. В результаті на суматор надходять відповідні еталонні сигнали і на виході суматора формуються дискрети АІМ сигналу відповідної амплітуди.
Размещено на Allbest.ru
