Контрольні питання.

1. Який процес називають випадковим?

2. Які є характеристики випадкових процесів?

3. Що називають невипадковою складовою?

4. Що називається кореляційною функцією?

1. В чому суть спектрального аналізу?

2. Які є моделі випадкових сигналів і перешкод?

Використана література.

1. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы Учебник для вузов. - М. Высшая школа, 1988.- 448 с.

2. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. – М.: Мир, 1989. – 540 с.

3. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2003. – 608 с.

4. Вероятностные методы в вычислительной технике: Учебное пособие для вузов./ А.В.Крайников и др. - М.: Высшая школа, 1986. - 312 с.

5. Вероятностные методы в вычислительной технике: Учебное пособие для вузов./ А.В.Крайников и др. - М.: Высшая школа, 1986. - 312 с.

6. Гурский Е.И. Теория вероятностей с элементами математической статистики: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1971.- 328 с.

7. Игнатов В.А. Теория информации и передачи сигналов. - М.: Советское радио, 1979.

8. http://prodav.narod.ru/signals/index.html.

Лабораторна робота №5.

Тема: Дослідження шифраторів та дешифраторів.

Мета: Вивчити підключення і функціонування шифраторів та дешифраторів універсального типу.

Завдання.

Використовуючи пакет Electronics Workbench спроектувати схеми, згідно номеру варіанта по таблиці 5.2, використовуючи для складання схеми таблицю істинності і проаналізувати роботу дешифратора, шифратора. Скласти звіт про виконання лабораторної роботи. В звіт включити: схеми дешифратора і шифратора, часові діаграми роботи дешифратора і шифратора

Короткі теоретичні відомості.

Дешифратори і шифратори по суті належать до перетворювачів кодів. З ухваленням шифрації пов'язано уявлення про стиснення даних, з поняттям деширації - зворотне перетворення.

Дешифратори.

Комбінаційна схема, що перетворює поступаючий на входи код в сигнал тільки на одному з її виходів, називається дешифратором. В умовних позначеннях дешифраторів і шифраторів використовуються букви DC і CD (від слів decoder і coder відповідно).

Якщо кількість двійкових розрядів коду, що дешифрується, позначити через n те число виходів дешифратора повинне бути 2ⁿ.Так як за допомогою n-розрядного двійкового коду можна відобразити 2ⁿ кодових комбінацій, число виходів повного дешифратора рівна 2ⁿ. Таким чином, дешифратор містить число виходів, рівне числу комбінацій вхідних змінних, наприклад, число входів рівне 3, то число виходів рівне 2³=8.

Якщо частина вхідних наборів не використовується, то дешифратор називають неповним і у нього N_вих<2ⁿ. У ЕОМ за допомогою дешифраторів здійснюється вибірка необхідних осередків пристроїв, що запам'ятовують, розшифровка кодів операцій з видачею відповідних керівників сигналів і т.д.

Якщо вхідні змінні представити як двійкову систему запис чисел, то логічна одиниця формується в тому виході, номер якого відповідає десятковому запису того ж числа. Наприклад, A = 1, B = 0, C = 0, D = 1, число 1001 в двійковому коді. У десятковій коді це число відповідає 9, тобто при даній комбінації вхідних змінних F₉ = 1. Дешифратори широко використовуються як перетворювачі двійкового коду в десятковий, а також в багатьох інших пристроїв.

Функціонування дешифратора описується системою логічних рівнянь складених на основі таблиці істинності.

 

Рис 5.1. Схема дешифратора на 3 входи і 8 виходів

У приведеному прикладі на рис. 5.1 дешифратор має 3 входи, отже максимальна кількість виходів буде рівне 2³=8. Побудова дешифратора на основі простих елементів, за допомогою таблиці істинності (див. таблицю 5.1) і складених відповідно логічних рівнянь.

Таблиця 5.1

Таблиця істинності для дешифратора на 3 входи і 8 виходів

	A	B	C	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7	Y8
1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0
2	0	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0
3	0	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0
4	0	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0
5	1	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
6	1	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0
7	1	1	0	0	0	0	0	0	0	1	0
8	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	1

На рис. 5.2 приведена мчасова діаграма роботи дешифратора.

 

Рис. 5.2. Діаграма роботи дешифратора на 3 входи і 8 виходів

Будь-який потрібний дешифратор може бути побудований по пірамідальній структурі. При вхідне слово ділиться на поля, розрядність яких відповідає числу входів наявних СІС дешифраторів, а потім з СІС будується пірамідальна структура, що становить сукупність лінійних дешифраторів.

Матричні дешифратори формуються на основі простих лінійних дешифраторів меншої розмірності, тобто будуються у вигляді матриці.

Шифратори.

Двійкові шифратори перетворять код “1 із N” у двійковий код, тобто виконують мікрооперацію, зворотну мікрооперації дешифраторів. При збудженні на одному з вхідних ланцюгів шифратора на його виходах формується слово, що відображає номер збудженого ланцюга.

Повний двійковий шифратор має 2ⁿ входів і n виходів. Одне з основних застосувань шифратора - введення даних з клавіатури, при якому натиснення клавіші з десятковою цифрою повинне приводити до передачі в пристрій двійкового коду даної цифри. Приклад побудови шифратора показаний на рис. 5.3, а на рис. 5.4 приведена часова діаграма роботи шифратора.

Рис. 5.3. Схема шифратора

Рис. 5.4. Діаграма роботи шифратора

В EWB 5.0 є можливість моделювання роботи шифраторів і дешифраторів на базі мікросхем.

Рис. 5.5. Шифратор 74148 та дешифратор 74154.

Назначення виводів ИМС 74148: 0...7 – входи; А0, А1, А2 – виходи; Е1 – вхід дозволу; Е0, GS – виходи для каскадування шифраторів.

При моделюванні необхідно поглянути на реалізацію принципа приорітета, при цьому необхідно зауважити, що всі входи та виходи інверсні.

Схема включення дешифратора має: А,В,С,Д – 4 адресних входи; G1, G2 – 2 входи дозволу; 0...15 – 16 виходів. З генератора слова на входи G1, G2 подається 0, а на адресні входи – код в диапазоні 0000...1111.

Таблиця 5.2

Варіанти завдань

Номер варіанта	Завдання
1, 10, 19	Спроектувати лінійний дешифратор на 4 входи.
2, 11, 20	Спроектувати пірамідальний дешифратор на 3 входи.
3, 12, 21	Спроектувати матричний дешифратор на 4 входи.
4, 13, 22	Спроектувати лінійний шифратор на 4 входи.
5, 14, 23	Спроектувати шифратор на 6 входів і 3 виходи.
6, 15, 24	Зібрати схему дешифратора на базі мікросхеми 74154. Прослідкувати роботу схеми і стан вихідних індикаторів при значенні сигналів на входах G1 і G2 які дорівнюють 1.
7, 16, 25	Зібрати схему дешифратора на базі мікросхеми 74154. Підготувати вихідні кодові комбінації генератора слова, які дозволяють почергове включення світлоіндекаторів на виході дешифратора, починая з виходу 0.
8, 17, 26	Зібрати схему шифратора на базі мікросхеми 74148. Доповніть схему шифратора елементами, які дозволяють додатково кодувати числа 8, 9, 10.
9, 18, 27	Зібрати схему шифратора на базі мікросхеми 74148. Замінюючі кодові комбінації в генераторі слова, покажіть в чому смисл слова “приорітетний”.