5.3. Преобразователи интервалов времени
Для преобразования интервалов времени в цифровую форму достаточно обозначить их начало и окончание, сформировав импульс длительностью, равной интервалу времени, и измерить его. Например, в начале интервала устанавливая триггер в единичное состояние, а по окончании — переводя его в нулевое.
Рис.5.12. Функциональная схема измерения интервалов времени
Далее сформированный триггером импульс поступает на схему совпадений (схема И), на второй вход которой подаются сигналы от генератора тактовых импульсов ГТИ. Сигнал с прямого выхода триггера открывает ключ на основе элемента И для прохождения импульсов с ГИП для последующего счета счетчиком Ст. Количество сосчитанных в этот период импульсов (записанное счетчиком число) и определит величину временного интервала в двоичном коде. Пример схемы преобразователя приведен на рис. 5.12.
5.4. Вопросы для самоконтроля
1. В каких случаях возникает необходимость преобразовывать аналоговый сигнал в цифровую форму и цифровой — в аналоговую?
2. На каком свойстве электрических сигналов основано аналого-цифровое преобразование информации? Какое требование при этом преобразовании должно удовлетворяться?
3. Какие этапы преобразования аналогового сигнала в цифровой принято различать? Что происходит с информацией на каждом этапе?
4. Как образуются шумы квантования? Как их уменьшить? Можно ли полностью избавиться от шумов квантования?
5. Чем отличаются в работе АЦП с промежуточным преобразованием во временной интервал, следящего типа и с обратной связью? Какой АЦП работает быстрее и почему? Где лучше качество преобразования?
6. В чем отличие в работе счетчиков АЦП с промежуточным преобразованием во временной интервал, следящего типа и с обратной связью?
7. Как определить емкость счетчика для построения АЦП?
8. В чем отличие в работе компараторов АЦП следящего типа и АЦП с промежуточным преобразованием напряжения во временной интервал?
9. Чем определяется частота тактового генератора АЦП с промежуточным преобразованием напряжения во временной интервал и АЦП следящего типа?
10. Чем определяются моменты отсчета цифрового сигнала в АЦП следящего типа?
11. Как частота генератора импульсной последовательности влияет на точность преобразования аналогового сигнала в цифровой? Как повысить точность преобразования? Чем ограничивается реально достижимая точность преобразования?
12. Как работает цифро-аналоговый преобразователь?
13. Как преобразовать временной интервал в цифровой код?
14. От чего зависит точность преобразования временного интервала в цифровой код?
6. Устройства хранения информации
Основные характеристики запоминающих устройств
Оперативные запоминающие устройства
Постоянные запоминающие устройства
Перепрограммируемые запоминающие устройства
Вопросы для самоконтроля
Запоминающие устройства (ЗУ) служат для хранения цифровой информации и обмена ею с другими цифровыми устройствами.
Возможности вычислительной или управляющей цифровой системы определяются количеством хранимой в системе информации и временем доступа к ней. Но требование хранения в системе большого количества информации (увеличение информационной емкости системы) вступает в противоречие с ее быстродействием: чем больше массив хранимой информации, тем больше требуется времени для поиска в этом массиве нужной, и наоборот.
Компромисс достигается применением разных типов запоминающих устройств, отличающихся как количеством хранимой в них информации и временем доступа к ней, так и возможностями ее изменения в процессе работы и способами обращения к ней.
Часть информации должна храниться постоянно от рождения до завершения жизненного цикла информационной системы. Например, программы начальной загрузки должны хранить информацию длительное время, однако иногда требуется их модифицирование. Часть информации меняется достаточно часто, но должна сохраняться и после выключения питания, а часть информации должна изменяться в процессе работы с нею. Такие требования к процессам хранения информации приводят к выводу о необходимости иметь в информационной системе устройства хранения информации с разным временем ее сохранности.
Информация, которая в процессе работы системы претерпевает изменения, называется оперативной и хранится в оперативных запоминающих устройствах – ОЗУ. Оперативные запоминающие устройства хранят информацию либо до поступления команды на ее изменение, либо до выключения питания информационной системы. Информация может изменяться очень часто и малыми порциями (в пределе, одним машинным словом).
Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) хранят информацию длительное время. Они либо вообще не допускают ее изменения, либо изменение разрешается ограниченное число раз (программируемые и перепрограммируемые запоминающие устройства). В них хранится информация, записанная при изготовлении или программировании микросхем ПЗУ. В процессе работы информация из них только считывается.
Дисковые запоминающие устройства обеспечивают хранение информации длительное время, до поступления команды на ее изменение. Эта память реализуется на основе устройств с подвижным носителем информации. Информация в них меняется сразу целыми блоками разной длины.
Цель главы – ознакомление с принципами построения, функционированием и применением основных простейших типовых микросхем запоминающих устройств.
ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ:
назначение, устройство, принцип действия и особенности реализации простейших оперативных запоминающих устройств;
назначение, устройство, принцип действия и особенности реализации постоянных запоминающих устройств;
назначение, устройство, принцип действия и особенности реализации программируемых и перепрограмируемых постоянных запоминающих устройств.