Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цифровые счетчики импульсов

Цифровые счетчики импульсов

Цифровые счетчики импульсов (ЦСИ) — это устройства, реализующие счет числа входных импульсов и фиксирующие это число в каком-либо коде.

Обычно счетчики строят на основе триггеров (чаще всего Т-триггеров). Число N, характеризующее предельное число возможных устойчивых состояний счетчика, называется модулем счета (или коэффициентом пересчета). После поступления на вход счетчика N импульсов в нем устанавливается первоначальное состояние. В двоичных счетчиках N = 2 n -1, где n— число используемых триггеров.

По назначению различают суммирующие, вычитающие и реверсивные счетчики. Суммирующими считаются такие счетчики, показания которых увеличиваются на единицу с приходом каждого следующего импульса, вычитающими — такие, показания которых соответственно уменьшаются на единицу. Реверсивные счетчики реализуют оба указанных вида счета. Число импульсов, поступающих на вход счетчика, в двоичной системе счисления отражает код состояния триггеров, на которых он построен.

По способу переключения триггеров во время счета счетчики делятся на асинхронные и синхронные. В асинхронных счетчиках каждый триггер срабатывает сразу после поступления на его входы управляющих сигналов (счетные входы). В синхронных счетчиках переключение триггеров происходит в момент прихода синхронизирующего сигнала. При этом переход триггеров из одного состояния в другое зависит от значений сигналов на счетных входах. Вследствие этого при изменении состояния асинхронного счетчика переключение триггеров происходит последовательно во времени, в синхронном счетчике этот процесс протекает одновременно во всех разрядах.

Различают счетчики последовательного и параллельного типа. В последовательных счетчиках импульсы поступают на вход первого триггера (первого разряда), а каждый последующий разряд запускается импульсом, поступающим с выхода предыдущего разряда. Быстродействие таких счетчиков обусловлено минимальным временем между счетными импульсами Тсч, при которых обеспечивается устойчивая работа счетчика. Величина Тсч включает длительность импульсов и суммарное время задержки tз в n триггерах (по числу разрядов), Тсч= tи + ntз.

В параллельных счетчиках счетные импульсы поступают одновременно на счетные входы всех триггеров (разрядов), поэтому быстродействие таких счетчиков выше. Для них справедливо равенство Тсч = tи + tз. Счетчики строят либо на основе отдельных триггеров, либо в виде отдельных ИМС.

Построить счетчик, работающий с любым коэффициентом пересчета (Kсч) можно на основе двоичного счетчика путем введения дополнительных ОС. Принцип действия счетчиков с произвольным коэффициентом пересчета (Ксч) (основанием) заключается в исключении “лишних” устойчивых состояний у двоичного счетчика. По способу построения такие счетчики делятся на счетчики с естественным и произвольным порядком счета. Нужный коэффициент пересчета N обеспечивается схемой блокировки переноса на логических элементах. На рис. 112 показана схема счетчика с естественным порядком счета и коэффициентом пересчета N =9, построенного на основе двоичного счетчика и логических элементов “И-НЕ”.

Читайте так же:
Счетчик длины для рулонных материалов

Дешифратор это устройство, предназначенное для распознавания различных кодовых комбинаций (слов).

Это, как правило, комбинационная схема, обеспечивающая преобразование двоичной кодовой информации, записанной в счетчике, регистре в управляющие сигналы, поступающие либо на исполнительные элементы вычислительных машин (например, для преобразования адресов ячеек памяти в сигналы выборки ячеек при записи и считывании информации из них), либо в устройства отображения информации (световые табло, цифровые индикаторы и др.).

Дешифратор имеет несколько входов (по числу выводов счетчика или регистра) и несколько выходов.

Количество выходов дешифратора равно числу разрешенных наборов выходных сигналов. В дешифраторе с n входами и K выходами K=2 n . Дешифратор, имеющий 2 n выходов, называется полным, а при меньшем числе выходов — неполным.

На входы дешифратора поступает информация в виде различных комбинаций “0” и “1”. Каждой комбинации состояний на выходах дешифратора соответствует определенная комбинация состояний на входах. Если выходы дешифратора обозначать Fj, где j — номер выхода, например, в десятичной системе счисления, то каждой комбинации “0” и “1” на входах (двоичное кодовое число) будет соответствовать “1” на том выходе Fj, номер “ j ” которого есть десятичное представление этого двоичного числа.

Дешифраторы выпускают в виде отдельных ИМС. Дешифраторы широко применяют в вычислительной и информационно-измерительной технике. Одно из направлений — управление индикаторами, отображающими знаковую информацию.

Примером такого применения может быть схема счета и отображения числа импульсов, приведенная на рис. 113.

Она содержит двоичный счетчик CT2, который представляет число поступивших на его вход импульсов в двоичном коде, DC — дешифратор, управляющий транзисторными ключами на VT1-VT7 и семисегментный светодиодный индикатор VD1-VD7.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Коэффициент — счет

Первый — повышенный расход триггеров и соответственно большие экономические и энергетические затраты. Так, например, для кольцевого счетчика с коэффициентом счета 16 потребуется 16 триггеров, в то время как для двоичного счетчика достаточно четырех. О втором недостатке будет сказано ниже. [31]

Широкое применение на практике находят делители / построенные на основе счетчиков с последовательным переносом, в схему которых вводится обратная связь для исключения лишних состояний. Такой счетчик работает в режиме суммирования или вычитания до некоторого состояния, задаваемого коэффициентом счета Кеч-Это состояние дешифрируется устройством, на выходе которого формируется сигнал сброса счетчика в исходное нулевое состояние. [33]

Читайте так же:
Как вставлять счетчик яндекс метрику

В роли групп могут быть и готовые счетчики. Счетчики этого типа, как правило, многоразрядные. Общий коэффициент счета здесь равен произведению коэффициентов счета всех групп. По быстродействию они занимают промежуточное положение. [35]

Блок таймера содержит 14-битовый вычитающий счетчик, 16-битовый регистр хранения, схему формирования выходного сигнала и схему управления таймером. Счетчик выполняет основную функцию данного блока, заключающуюся в подсчете импульсов, поступающих извне на вход TIMER IN. Регистр хранения в 14 младших битах содержит коэффициент счета N , который загружается в него при подготовке таймера к работе и задает начальное состояние счетчика. Два старших бита этого регистра составляют регистр режима ( RR), в котором хранится код ТМ2ТМ1 заданного режима работы таймера. Схема формирования обеспечивает форму сигнала TIMER OUT в соответствии с режимом работы таймера. Этот сигнал обязательно изменяет свое значение в момент окончания счета. Схема управления реализует заданный режим работы таймера и, в частности, осуществляет перезагрузку числа N из регистра в счетчик при организации циклической ( непрерывной) работы таймера. [36]

Счетчик импульсов — устройство, предназначенное для подсчета числа импульсов, поступивших на его вход. В вычислительной технике применяются суммирующие, вычитающие и реверсивные счетчики. По виду связи между разрядами различают счетчики с непосредственными связями, с переносом и комбинированными связями. По коэффициенту счета счетчики бывают двоичные и с произвольным коэффициентом счета. Наибольшее распространение получили двоичные счетчики, которые состоят из последовательно соединенных триггеров, работающих в счетном режиме. [38]

Анализ калия можно проводить с твердыми солями [7-14] или растворами [10, 15, 16], измеряя Р — или у-излучение. Значительно благоприятнее условия при измерении р-излу-чения. В этом случае используют малые количества вещества и благодаря тому, что величина пробега Р — ЧЗСТИЦ в калийной соли составляет только около 0 4 см, применяют слои бесконечной толщины. Малая удельная активность солей калия заставляет повышать коэффициент счета . [40]

Удельная активность раствора радиоизотопа, рассчитанная на основании паспортных данных, может не совпадать с истинной, поэтому ее следует определять экспериментально. Препараты для измерения активности на счетной установке можно приготовить либо непосредственным выпариванием определенной части разведенного раствора на соответствующей подложке, либо предварительно осаждая определяемый изотоп с носителем из раствора. Данные измерений активности препаратов после введения соответствующей поправки на коэффициент счета переводят в значения величины абсолютной активности ( в единицах кюри) и сравнивают с вычисленными по паспорту величинами. Несоответствие может быть обусловлено не только повышенным содержанием данного изотопа в исходном растворе, но и присутствием радиоактивных примесей. Строго говоря, совершенно чистых радиохимически ( так же, как и химически чистых) веществ не существует; вопрос заключается лишь в степени загрязненности и в том, в какой мере радиоактивные примеси могут повести к искажению результатов эксперимента. [42]

Читайте так же:
Руководство по эксплуатации счетчика энергомера цэ6803в

Для еще более быстрого считывания используют установки для записи результатов на перфорированную бумагу и магнитную ленту, позволяющие перенести полный спектр в кодированной цифровой форме на магнитную ленту за несколько секунд. Установки для записи на перфорированную бумагу и магнитную ленту используют также для операций вычитания спектров, в которых спектр одного из радиоизотопов, входящих в состав образца, может быть вычтен из общего спектра при использовании записанного эталонного спектра чистого радиоизотопа и переменного умножителя. Полнота вычитания определяется визуально на осциллографической трубке анализатора, варьируя установку умножителя так, чтобы из спектра образца исчез основной фотопик данного изотопа. Для более долгоживущих активностей можно провести вычитание, используя выделенный в чистом виде радиоизотоп из данного образца и при последующем измерении вычитая его из общего спектра до тех пор, пока визуальное наблюдение не покажет, что он полностью вычтен. При операциях вычитания спектров существенно, чтобы все коэффициенты счета образца и чистого изотопа были фактически идентичными. Это требует использования фотоумножителей и анализаторов высокого качества и проведения операции при умеренных скоростях счета, поскольку высокие скорости счета приводят к дрейфу усиления, зависящему от времени и скорости счета. Вычитание спектров имеет первостепенное значение для удаления нежелательного пика у-лучей, перекрывающего фото-пик определяемого элемента. [43]

Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета

В общем случае для построения счетчиков по произвольному модулю КС в схему соответствующего двоичного счетчика вводится обратная связь для исключения лишних состояний. Двоичный суммирующий или вычитающий счетчик переключается до установки некоторого значения КС. Это состояние выявляется специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал установки счетчика в нулевое состояние. Схемы счетчика по модулю КС наиболее просты при использовании двоичных счетчиков с последовательным переносом. Схема счетчика с делением на 5 построенная таким способом имеет вид в соответствии с рисунком 3.48.

Рисунок 3.48 – Счетчик на 5

Дешифратором на 5 служит логический элемент И.

Дешифруемая комбинация 101 отражает состояние счетчика с номером 5.

Работа счетчика-делителя поясняется диаграммами в соответствии с рисунком с рисунком 3.49.

Читайте так же:
Счетчик эльстер метроника прайс

Рисунок 3.49 – К пояснению работы счетчика на 5

Пусть в исходном состоянии все триггеры находятся в состоянии 0. Под действием счетных импульсов счетчик меняет свое состояние от нулевого до пятого. Логическая схема И при состоянии счетчика 101 вырабатывает сигнал с нулевым уровнем на выходе, которым все разряды счетчика до прихода шестого счетного импульса переводятся в нулевое состояние. Так, после пяти входных импульсов счетчик сбрасывает накопленный результат, возвращаясь в исходное положение. Однако в таких счетчиках при большом количестве разрядов накапливается задержка, которая на выходе дешифратора вызовет помеху и появятся ложные срабатывания.

Счетчик-делитель может быть построен и без дополнительных логических элементов (вентилей).

Безвентильные счетчики-делители строятся в соответствии со следующими правилами:

–заданный коэффициент счета Кс разлагается на сомножители Кс=2с[2 b (2 a +1)+1], где a, b, c – целые числа 1, 2, 3, … .

–для реализации функциональной схемы выбирают JK-триггеры как наиболее удобные.

–функциональная схема счетчика представляется совокупностью схем счетчиков с коэффициентами счета – сомножителями К1025, где К2=2, К5=5, и добавочных JK-триггеров для увеличения на единицу коэффициента счета.

–внутри каждого из счетчиков JK-триггеры соединяют по схеме с последовательным переносом для режима вычитания.

–каждый добавочный JK-триггер подключают к соответствующему счетчику по следующей схеме: J-вход соединяют с прямым выходом последнего разряда счетчика, С-вход с С-выходом первого разряда счетчика, инверсный выход – с J-входом первого разряда счетчика, К-вход с источником напряжения с уровнем логической единицы, выходной сигнал снимают с выхода счетчика с коэффициентом 2 а .

Рассмотрим несколько примеров построения безвентильных счетчиков-делителей. Счетчик-делитель на 3 выполнен в соответствии с рисунком 3.50.

Коэффициент счета разлагается на сумму (2+1). Для его реализации требуется два JK-триггера.

Рисунок 3.50 – Счетчик делитель на 3

Счетчик-делитель на 5 выполнен в соответствии с рисунком 3.51 .

Разложение данного коэффициента счета можно представить в виде (2 2 +1). Для реализации такого счетчика-делителя необходимо три JK-триггера.

Рисунок 3.51 – Счетчик делитель на 5

Два первых триггера соединяют в схему вычитающего счетчика, а третий триггер является добавочным для увеличения на единицу коэффициента счета.

Счетчики широко используются в устройствах управления цифровых систем для подсчета числа выполненных операций, в связной и контрольно-измерительной аппаратуре, для определения числа поступивших сигналов и уменьшения их частоты.

Исследование схем счётчиков импульсов (Лабораторная работа № 8)

Страницы работы

Содержание работы

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА

КАФЕДРА “АВТОМАТИКА И ТЕЛЕМЕХАНИКА”

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

Читайте так же:
Батарейки для счетчиков сэт

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ СЧЁТЧИКОВ ИМПУЛЬСОВ

Гомель, 1998

1. Краткие сведения из теории.

Устройства, предназначенные для счёта количества импульсов, посту­пивших на их вход, называют счётчиками. Счётчики выполня­ются на RS-, T-, Д-, jK-триггерах, сдвигающих регистрах. Простейшим счетчиком является счетный Т-триггер, осуществляющий счет импуль­сов по модулю 2. Соединив m счетных триггеров, можно получить m-разрядный счетчик, имеющий раз­личимых состояний. Каждому из этих состояний соответствует десятичное число, начиная от 0 до -1. Максимальное число импульсов, которое может быть сосчитано счет­чиком, называют коэффициентом счета Ксч. Коэффициент счета равен числу устойчивых состояний, т.е. Ксч=2 m . Частота импульсов, появ­ляющихся на выходе последнего разряда счетчика, в Ксч раз меньше, чем час­тота импульсов, поступающих на вход. Поэтому счетчики ис­пользуются также и в качестве делителей частоты, обеспечивающих на выходе в Ксч раз мень­шую частоту сигнала, чем на входе.

По своему назначению счетчики подразделяются на простые и реверсив­ные. Простые счетчики, производящие счет импульсов в пря­мом направлении, называются суммирующими. Счетчики, производя­щие счет импульсов в обрат­ном направлении, называются вычитаю­щими. Реверсивные счетчики могут вы­полнять счет импульсов как в прямом, так и обратном направлении, т.е. могут работать как в режиме сложения, так и в режиме вычитания. По способу орга­низации счета различают синхронные и асинхронные счетчики.

В зависимости от вида межразрядных связей имеются счетчики с непо­средственной связью, со связью по цепям переноса, с комбини­рованными свя­зями. В счетчиках с непосредственными связями управ­ляющими сигналами для старших разрядов счетчика являются уровни сигналов с выходов младших разрядов. Счетчики со связью по цепям переноса бывают с последовательным, параллельным и параллельно-последовательным переносом и характеризуется тем, что для управления старшими разрядами используются импульсы пере­носа, получаемые с младших разрядов. Примером счетчиков с непосредствен­ными связями является суммирующий счетчик, представленный на рис. 1. До­пустим, оба триггера находятся в состоянии 0. После поступления первого счетного импульса триггер DD1 перейдет в состояние 1, а DD2 останется в со­стоянии 0. После второго импульса триггер DD1 возвратится в состояние 0, а DD2 перейдёт в состояние 1. При поступлении третьего импульса DD1 перей­дет в состояние 1, а DD2 останется в предыдущем состоянии, т.е. 1. После чет­вёртого импульса триггеры вновь вернутся в состояние 0, т.е. счётчик имеет ко­эффициент счёта Ксч=4. Состояния триггеров при поступлении счётных им­пульсов приведены в таблице:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector