Преобразователи поразрядного кодирования

В преобразователях поразрядного кодирования производится последовательное сравнение выходного сигнала с набором эталонных напряжений, каждое из которых соответствует определенному разряду кода. В качестве эталонных напряжений используется геометрическая прогрессия вида.

где N— число разрядов в бинарном коде. Причем Е > и_тах, где м_тах — максимально возможное значение кодирующего сигнала.

При поразрядном кодировании вначале формируется старший разряд кода путем сравнения u{t) с Е/2 (например, если u (t) > Е/2, то формируется символ «1», в противном случае — «О»), Одновременно на выходе схемы сравнения образуегся напряжение u (t) — Е/2 при u (t) > Е/2 или u (t) при u (t) < Е/2. Затем указанная процедура повторяется с полученным напряжением для эталонного напряжения Е/4 и т. д. В результате N сравнений получается символ самого младшего разряда. На рис. 6.42 изображена схема, реализующая метод поразрядного кодирования.

Рис. 6.42.

ГТИ запускает распределитель импульсов, с выхода которого последовательно появляются импульсы 1—5. Первый импульс устанавливает триггеры Тр 1—Тр5 в исходное состояние. При этом выход Тр 1 устанавливает на выходе кодирующей матрицы напряжение м_эт = Е/.2, которое подается на один из входов схемы сравнения. На второй вход этой схемы с выхода коммутаторов поступает напряжение и_х,…, и_п.

1. Если и < Е/2, то на выходе схемы сравнения формируется напряжение, подаваемое на схемы «И» и «НЕ», причем последняя закрывается. Тактовый импульс с ГТИ через время т₃, одновременно с появлением напряжения на схеме сравнения проходит через схему «И», опрокидывая выходной триггер. При этом на его выходе формируется код первого разряда. Одновременно подается напряжение на схемы И, — И₄.

В результате второй импульс с выхода распределителя проходит через схему И, опрокидывая Тр1, который снимает м_эт = Е/2. Одновременно второй импульс опрокидывает Тр2, устанавливая на выходе кодирующей матрицы и_э = Е/4.

2. Если в результате первого сравнения и > Е/2, то на выходе схемы сравнения выходное напряжение будет равно нулю и тактовый импульс через схему «НЕ» не пройдет и выходной триггер Тр останется в исходном состоянии, схемы И, — И₄ останутся также в исходном состоянии и эталонное напряжение м_эт = Е/2 сохранится на выходе. Второй импульс с распределителя опрокинет Тр2, в результате чего к Е/2 добавится Е/4. Далее процесс сравнения повторяется по первой схеме. Последний триггер Тр4 сбрасывается в исходное положение импульсом установки начального положения с 1-го выхода распределителя. Точность кодирования этим методом ограничивается точностью установки эталонных напряжений и погрешностью схем сравнения.

Одним из важнейших элементов схемы поразрядного кодирования является кодирующая матрица. Обычно она выполняется на резисторах и основана на принципе суммирования напряжений (в кодерах) или токов (в декодерах).

На рис. 6.43 приведена одна из распространенных схем кодирующей матрицы типа «R-2R» для суммирования напряжений.

Рис. 6.43.

Если источник имеет R_ttH = 0, то нетрудно видеть, что при замыкании ключа в положении 1 (ключ первого разряда) и._п = ?72; при включении только второго ключа м_эт = ?/4; при включении n-го ключа н_эт = ?72″ .