Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Методика построения цифровых счетчиков импульсов




ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЦИФРОВОГО ЧАСТОТОМЕРА

Лабораторная работа 4

Оформление отчета

Порядок выполнения опыта

1 Переключатель рода работы авометра установить в положение «–», переключатель пределов измерения – в положение, соответствующее значению напряжения 5 В.

2 Принимая потенциал логического нуля за 0, определить потенциал, соответствующий логической единице. Подключить провода авометра к точкам Лог. «1» и Лог. «0», измерить напряжение, выбрать нужный предел измерения вольтметра.

3 Проверить функционирование схемы ИЛИ, для чего подключить вольтметр к выходу системы, а на входы подать поочередно напряжения, соответствующие логическому «0» и «1», как указано в табл. 3.4.

Состояние схемы определить по величине напряжения на выходе, заполнить таблицу состояний ЛЭ ИЛИ (см. табл. 3.4).

Таблица 3.4

X1 X2 X3 Схема ИЛИ Схема И
Y Y
Логический уровень Напряжение, В Логический уровень Напряжение, В
             
             
             
             
             
             
             
             

 

4 Проверить правильность функционирования схемы И и заполнить табл. 3.4.

5 Проверить функционирование схемы НЕ и заполнить табл. 3.5

Таблица 3.5

X Y
Логический уровень Напряжение, В
     
     

 

6 Сделать вывод о правильности функционирования логических элементов.

В отчете привести схемы рис. 3.1, 3.2, 3.4, таблицы 3.1–3.5 с результатами измерений и расчетов, расчетные формулы.

Контрольные вопросы

1 Для каких измерений предназначены комбинированные измерительные приборы?

2 Какой измерительный механизм используется в авометрах?

3 По каким измерительным схемам включаются авометры?

4 В чем заключаются особенности схем авометров для измерения малых и больших сопротивлений?

5 Что собой представляет класс точности омметров?

6 Как вычисляется погрешность косвенных измерений?

7 На каком принципе основана работа логических элементов ИЛИ, И, НЕ?

8 Какова связь между относительной и приведенной погрешностью прибора?

Литература

1 Основы метрологии и электрические измерения / под ред. Е.М. Душина. – Л Энергоатомиздат, 1987, С. 120 – 121,147 – 150, 234.

2 Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин. – М.: Высшая школа, 1982, С. 36 – 45, 113 – 114, 126, 163 – 165.

Цель работы: ознакомление с принципом построения счетчиков импульсов и изучение их работы; изучение принципа действия цифрового частотомера в различных режимах работы; приобретение навыков работы с цифровым частотомером и оценка погрешности измерения.

Следует помнить, что одним из основных узлов цифровых частотомеров является счетчик импульсов (СИ). Для построения СИ применяют счетные триггеры (другое их название: Т–триггер).

Триггер, т.е. устройство с двумя состояниями устойчивого равновесия, способное скачкообразно переходить из одного состояния в другое под действием внешнего сигнала и сохранять это состояние до тех пор, пока другой внешний сигнал не изменит его на противоположное, схематически представлен на рис.4.1,а. Одно состояние триггера единичное ("1"), другое – нулевое ("0").

 
 

 


Он имеет три входа: S, R, Т, а также два выхода: Q и .

Входы S и R установочные, причем по входу S триггер устанавливается в состояние «1», а по входу R – в «0». Вход Т – счетный вход. Выход Q и соответственно прямой и инверсный.

Входные и выходные сигналы триггера могут принимать лишь два значения, или уровня. Один уровень принято называть нулевым, или уровнем логического нуля, а второй уровень – единичным, или уровнем – логической единицы. Жестких ограничений стабильности этих уровней не предъявляется. Так, для триггеров, используемых в макете, уровню логического 0 соответствует потенциал от 0В до +0,4В, а уровню логической 1 – потенциал от + 2,4В до + 5В.

В соответствии с уровнями входных и выходных сигналов за единичное состояние триггера принято такое состояние, при котором на его прямом выходе () будет уровень 1, а на инверсном () – уровень 0. За нулевое состояние триггера принято противоположное его состояние.

На рис. 4.1,б показана работа триггера при подаче импульсов на его счетный вход Т. При появлении каждого очередного импульса триггер меняет свое состояние на противоположное. Изменение состояния триггера происходит по заднему фронту входного импульса, т.е. при изменении уровня входного сигнала с 1 на 0. Это видно из эпюр напряжения на выходах и триггера. После окончания действия каждого импульса триггер сохраняет свое состояние до прихода следующего импульса. Таким образом, он является элементом памяти, запоминающим информацию о пришедшем импульсе и хранящим ее после исчезновения импульса в виде того или иного состояния триггера.

Другими словами, один Т–триггер – это простейший счетчик импульсов с коэффициентом пересчета, равным 2, осуществляющим операцию подсчета числа входных импульсов не более двух. На рис. 4.1,б видно, что одному импульсу будет соответствовать состояние «1» триггера, второму – состояние «0». Далее процесс будет повторяться, так как после второго импульса триггер возвращается в состояние «0», т.е. в исходное состояние.

Для построения СИ, способного подсчитать число импульсов больше двух соединяют последовательно несколько триггеров.

Коэффициент пересчета счетчика, состоящего из n последовательно соединенных триггеров, будет равен 2n. А так как коэффициент пересчета физически представляет собой число состояний СИ или число входных импульсов, после поступления которых он возвращается в исходное состояние, то максимальное число импульсов, которые СИ может подсчитать, будет равно 2n.

На рис. 4.2,а изображена схема трехразрядного СИ, а на рис. 4.2,б – временные диаграммы его работы, на которых показаны сигналы на прямых выходах триггеров. Работу СИ можно представить таблицей, отображающей состояния триггеров счетчика в зависимости от числа поступивших на его вход импульсов Nx. В табл. 4.1 представлены состояния триггеров СИ, изображенного на рис. 4.2,а. Таблица построена по временным диаграммам рис. 4.2,б. Из табл. 4.1 и временных диаграмм видно, что после восьми входных импульсов СИ возвращается в исходное состояние, т.е. его коэффициент пересчета равен 23 = 8.

Из табл. 4.1 видно, что триггерам СИ можно присвоить вес разрядов двоичного кода (см. последнюю строку табл. 4.1). При присвоении таких весов любое число импульсов Nx, поступивших в СИ, может быть найдено по состояниям разрядов (триггеров) как сумма весов тех разрядов, которые находятся в состоянии «1». Поэтому о числе поступивших импульсов на вход СИ судят по состояниям разрядов (триггеров) СИ – двоичного кода числа Nx. Этот код снимается с выходов триггеров СИ (см. рис. 4.2,а).

Таблица 4.1

Nx Состояние триггеров
Q3 Q2 Q1
       
       
       
       
       
       
       
       
       
Вес 22=4 21=2 20=1

 

       
   
 
 

 


Поэтому СИ является преобразователем входного числоимпульсного кода в выходной двоичный код. Этот код может храниться сколь угодно долго, т.е. СИ обеспечивает запоминание и хранение числа входных импульсов в виде двоичного кода. Такие СИ называются двоичными. Из временных диаграмм работы СИ (см. рис. 4.2,б) видно, что период следования выходных импульсов таков: T1=2Tвх, T2=2T1=4Tвх и т.д. Поэтому каждый триггер – это делитель частоты на 2 или умножитель периода на 2, а СИ – делитель с коэффициентом деления, равным коэффициенту пересчета, т.е. 2n. Это свойство СИ позволяет использовать триггеры в качестве делителей частоты в цифровых частотомерах и других цифровых приборах. При этом входом делителя частоты является вход СИ, а выходом – выход последнего разряда (триггера) СИ.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-07; Просмотров: 614; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.