Дискретизация непрерывных сигналов.

Процесс дискретизации заключается в том, что из непрерывного во времени сигнала U(t) –аналогового сигнала выбираются отдельные его значения, соответствующие моментам времени, которые следуют через определенный период Т_{дискретиз.} Дискретные значения в тактовые моменты времени следует отсчитывать с таким Т_{дискретиз.}, чтобы по ним можно было бы восстановить сигнал в аналоговой форме с требуемой точностью.

T_{дискр ≤} ,

 

где F_max – максимальная частота преобразуемого аналогового сигнала.

Примеры T_дискр дляаналоговогосигналапри передаче телефонных и телевизионных сообщений.

 

Квантование и кодирование.

Сущность этих операций заключается в следующем. Создается сетка так называемых уровней квантования, сдвинутых друг относительно друга на величину, называемую шагом квантования. Каждому шагу квантования можно приписать порядковый номер (0, 1, 2, 3 и т.д.). Полученные в результате дискретизации значения исходного аналогового напряжения U(t)

Заменяются ближайшими к ним уровнями квантования.

Описанный процесс носит название операции квантования. Смысл этого процесса состоит в округлении значений аналогового напряжения, выбранных в тактовые моменты времени. Как и всякое округление, процесс квантования приводит к погрешности (ошибкам квантования), создавая так называемый шум квантования.

Следующая операция, выполняемая при аналого-цифровом преобразовании сигналов, - кодирование. Округленные мгновенные значения сигналов в тактовые моменты времени представляются числами-номерами соответствующих уровней квантования.

Рассмотрим эти процессы на диаграмме:

 

 

2-й учебный вопрос. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) информации.

Назначение: Для преобразования цифрового двоичного кода в выходное напряжение, U(t) пропорциональное весовым двоичной коэффициентам разрядов двоичной системы счисления (….8,4,2,1).

Рассмотрим схему ЦАП, которая представляет взвешенную резисторную матрицу.

 

 

В рассмотренной схеме сумма токов ,протекающих через резистор R₀, пропорциональна весовым коэффициентам двоичных разрядов.

Например:

 

 

3-й учебный вопрос. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) информации.

Назначение: для преобразования мгновенных значений аналогового входного сигнала x(t) двоичный m-разрядный код.

Рассмотрим вначале принцип действия АЦП на временных диаграммах, а затем одну из возможных схем АЦП.

 

 

Лекция: Общие сведение о работе цифровых устройств на основе ПЛИС

Учебные вопросы:

1. Определение и классификация ПЛИС.

2. Особенность построения микросхем на ПЛИС

Литература:

1. В.В. Амосов Схемотехника и средства проектирования цифровых устройств. СПб: БХВ-Петербург, 2007 (Учебное пособие).

2.

 

 

1-й учебный вопрос. Определение и классификация ПЛИС.