Состав устройств вывода

Устройство вывода результатов обработки в автоматизированных системах предназначены для формирования сигналов управления и организации обратных связей.

Основной элемент устройства – цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует код, формируемый устройством, в аналоговый сигнал (в уровень тока или напряжения).

Такую структуру устройства можно показать следующим образом:

Рис. 4. Типовая структура устройств вывода

Устройство состоит из приемников (П_р), передатчиков адреса (П_д) и данных (Д), сигналов управления (СУ), дешифратора адреса (Дш. А) и сигналов управления, регистров данных (РгД), ЦАП и источников опорного напряжения (ИОН).

Устройство состоит из приемников (П_р), передатчиков адреса (П_д) и данных (Д), сигналов управления (СУ), дешифратора адреса (Дш. А) и сигналов управления, регистров данных (РгД), ЦАП и источников опорного напряжения (ИОН).

С магистрали ЭВМ код адреса поступает на дешифратор адреса и по сигналам управления происходит выборка нужного регистра. Код данных поступает одновременно на все регистры, но запись произойдет только в выбранный регистр и на выходе соответствующего ЦАП появится один из сигналов управления С₁ , С₂ или С₃.

Таким образом, можно сказать, что эффективность использования современной вычислительной техники обеспечивается совершенством не только её внутренней элементной базы, но и совершенствованием устройств сопряжения вычислительной машины с реальными объектами.

Актуальность совершенствования аналого-цифровых устройств, кроме сказанного, имеет еще самостоятельное значение как совершенствование вычислительных устройств гибридного принципа работы.

Контрольные вопросы

1. Принцы построения систем обработки данных.

2. Назначение и состав средств ввода информации в ЭВМ.

3. Назначение и состав устройств вывода.

Лекция 2. Основные сведения об интегральном операционном усилителе. Структурная схема операционного усилителя

План лекции

1. Понятие идеального усилителя и его свойства.

2. Классификация операционных усилителей.

3. Структурная схема операционного усилителя .Определения дифференциального и синфазного сигналов.

Понятие идеального усилителя и его свойства

Операционный усилитель (ОУ) – это многокаскадный усилитель постоянного тока, по своим характеристикам приближающийся к понятию идеального усилителя.

Идеальный усилитель должен обладать следующими свойствами:

1. Коэффициент усиления по напряжению (К_u) должен быть бесконечно большим.

Рис. 5. К пояснению понятия отрицательной обратной связи (ООС)

(4)

При разомкнутом ключе S цепь отрицательной обратной связи разомкнута и сигнал на входе усилителя равен сигналу источника , и при большомK_u наличие небольших шумов и помех во входном сигнале приведет к насыщению усилителя, кроме того все нестабильности K_u будут сказываться на точности воспроизведения выходного сигнала.

При замыкании ключа S часть выходного напряжения в виде сигнала отрицательной обратной связи (U_ос) возвратится на вход усилителя.

,

(5)

где γ характеризует коэффициент передачи отрицательной обратной связи и он показывает какая часть выходного сигнала возвратится на вход усилителя ()

–петлевое усиление (усиление петли обратной связи).

При этом:

,

–коэффициент усиления схемы с ООС

Учитывая, что , можно записать:

.

(6)

Из выражения (13) следует, что при коэффициент усиления схемы с ООСне зависит от параметров самого усилителя, а определяется только видом элементов обратной связи. Эта основная причина для коэффициента усиления, чтобы брать его максимально большим.

2. Входное сопротивление идеального усилителя (R_вх) должно быть бесконечно большим.

Это значит, что по входу такой усилитель не потребляет ток от источника входного сигнала и к нему можно подключить источник входного сигнала с любым внутренним сопротивлением.

3. Выходное сопротивление идеального усилителя (R_вых) должно быть равно нулю.

В этом случае по выходу такой усилитель можно рассматривать как идеальный источник напряжения.

4. Идеальный усилитель должен иметь бесконечно широкую полосу пропускания.

Это означает, что в таком усилителе не происходит временных и фазовых искажений сигнала.

5. В идеальном усилителе при U_вх = 0 U_вых = 0.

Это вытекает из того, что ОУ в основном предназначен для выполнения математических операций, а при выполнении любой операции нулевому значению аргумента должно соответствовать нулевое значение функции. Амплитудная-передаточная характеристика (АПХ) такого усилителя должна проходить через ноль.