Bilet_9+

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №9

Дисциплина Схемотехника измерительных устройств кафедра ЛИНС

1. Стабилизация мощности накачки ГЛ1

2.Дифференциальный усилитель на ОУ

3. Генераторные схемы на ОУ

4. АЦП поразрядного уравновешивания

5. АЛУ ADSP 2100

1. Стабилизация мощности накачки ГЛ1 (Система и схема).

Через две проходные емкости сигналы sin и cos поступают на двух полупериодный выпрямитель суммы sin и cos(4 диода).

ОУ АД1 выполняет роль сумматора (отрицательная полуволна инвертируется и тоже положительная).

VD5-VD6 используются чтобы разорвать цепь обратной связи малых сигналов (чтобы быстро проскочить область нуль-переходов).

На выходе АД1 получаем sin²+cos²=1, т.к. диоды выпрямляющие имеют квадратичную зависимость. В точке а имеем сигнал эквивалентный амплитуде в квадрате.

Второй каскад – сумматор и одновременно генератор (на выходе – интеграл разности) или еще можно назвать интегратор-компаратор (выходное напряжение из а сравнимо с напряжением стабилитрона).

Затем сигнал поступает на вход составного транзистора.

Через VT2 деля Е_п подается на генератор ВЧ, такую чтобы амплитуда sin и cos на входе была 2В эффективное.

Составной транзистор позволяет подавать на ГВЧ высокие токи.

2. Дифференциальный усилитель на ОУ.

Дифференциальный усилитель служит для усиления разности между сигналами, поступающими на его входы.

Условие дифференциального усилителя: ( )

Недостатки: чувствительность к внутренним сопротивлениям источника сигнала (т.е. и ); чтобы избежать этого на входе ставят 2 повторителя тогда этот дифференциальный усилитель превращается в инструмент.

3. Генераторные схемы на ОУ

RC генератор.

Когда , возникает автоколебания. Чаще всего R1=R2=R, C1=C2=C.

Автоколебания возникают при коэффициенте усиления (КУ) больше 3, однако генерация установившихся автоколебаний в замкнутой цепи возможно только при коэфф. усил. =1 и частоте (это частота автоколебаний). То есть важно, чтобы . В общем. Если коэффициент петлевого усиления (то бишь вон обратной связи) не равен 1, то выходной сигнал не будет синусом. Именно для этого там конденсаторы, они позволяют его сделать единичным. Если КУ не равен 1, то схема будет генерировать трапеции

Для регулировки амплитуды меняется R3 и R4 (для повышения амплитуды R3 уменьшается, R4 увеличивается). Поэтому часто вместе R3 ставят полупроводниковые терморезисторы, а вместо R4 металлические терморезисторы.

В технике используют следующую схему.

4. АЦП поразрядного уравновешивания

АЦП последовательного преобразования, в обратной связи которого включен ЦАП.

АЦП выполняют преобразование входного аналогового сигнала (ток или напряжение) в выходной код (обычно двоичный)

К-компаратор-определяет знак.

Вес старшего разряда U₀/2

U₀/8 больше Uвх – сбрасываем на ноль

U₀/16 больше Uвх – сбрасываем на ноль

U₀/32 меньше Uвх – оставляем 1 в регистре

И так далее

Работает на n+(2-3) такта

1 в регистре устанавливается старший разряд U₀/2

2 идет сравнение с Uвх

3 результат счета

5. АЛУ ADSP2100

АЛУ разрядностью 16 бит имеет 2 16 битовых порта ввода (AX и АУ) и 1 порт вывода – R. АЛУ принимает сигнал переноса (CI), который является битом переноса из арифметического регистра состояния ASTAT. В АЛУ интегрируется 6 сигналов состояний (AZ..AQ):

1. Состояние нуль – AZ

2. Отрицание – AN

3. Переноса – АС

4. Перемножение – AV

5. Ввода знака через порт Х – AS

6. Состояние частного – AQ

Эти все сигналы фиксируются в ASTAT в конце цикла. Порт ввода Х может принимать данные как из регистра в АХ или с R шины. R шина соединяет регистры выводов ВУ и позволяет использовать результаты предыдущей операции как операнд ввода. Имеется 2 регистра АХ0 и АХ1 считывание из них и запись в них может производиться с шины ДПД. 2 выхода регистров АХ позволяют осуществить ввод с одного регистра а АЛУ. А с другого передавать данные на шину ДПД. Порт ввода Y (в АЛУ) также может принимать из 2-х источников, а именно из регистров АУ и регистра обратной связи AF. Аналогично имеют 2 регистра, АУ0 и АУ1 считывание и запись в них, осуществляется с шины ДПД, а запись производится из ДПП. 2 выхода регистров АУ обеспечивать одновременно: с передачей данных в АЛУ и ДПД, через устройство обмена данными между шинами ДПП и ДПД. Выходные данные АЛУ загружаются либо в регистр обратной связи AF, либо в регистр результатов AR. Регистр AF является внутренним регистром АЛУ. А регистр результатов AR может передавать данные как на ДПД так и на R-шину, а также может загружаться с шины ДПД. Кроме того AR может считывать на ДПП через устройство обмена данными, между шинами ДПД и ДПП. В любой из регистров связанных с АЛУ может производиться операция запись/считывание в течение одного и того же цикла. Считывание из регистров производится вначале циклов, а запись в конце. Это позволяет регистрам ввода АЛУ обеспечить АЛУ операндом в начале цикла, и обновится следующим операндом из памяти в конце того же цикла. В АЛУ содержится двойной ряд регистров в действительности в определенный момент доступен только один ряд регистров, другой ряд регистра может быть активирован для чрезвычайно быстрого контекстного переключения (например прерывания) в таком случае новая задача может быть выполнена без передачи текущих состояний в запоминающее устройство. Выбор основного или альтернативного ряда регистров управляется битом 0 в регистре состояния режима минимального процессора называется MSTAT. Если 0, то основной ряд регистров – основной ряд регистра, 1 – дополнительный ряд регистра.