Устройства предварительной обработки сигналов ЧЭ

Форма представления чисел с плавающей точкой

Представление данных в вычислительных системах. Фиксированная и плавающая точка.

Позиционная система счисления – система, где вес цифры зависит от ее положения в числе.

В общем виде число в позиционной системе можно записать в виде:

С=an*A(n-1) + an-1*A(n-2) +… + a2*A1 +) + a1*A0

Здесь ai – значение цифры в i-м разряде; А – основание системы.

Перевод целого числа из десятичной системы в двоичную осуществляется делением на 2:

383/2 остаток 1 - младший бит 191/2 остаток 1 95/2 остаток 1 47/2 остаток 1 23/2 остаток 1 11/2 остаток 1 5/2 остаток 1 2/2 остаток 0 1 - старший бит =101111111

Перевод дробного числа из десятичной системы в двоичную осуществляется умножением на 2:

0,65 * 2 = 1,3 целая часть 1- старший бит 0,3 * 2 = 0,6 целая часть 0 0,6 * 2 = 1,2 целая часть 1

0,2 * 2 = 0,4 целая часть 0 0,4* 2 = 0,8 целая часть 0 0,8 * 2 = 1,6 целая часть 1 0,6 * 2 = 1,2 целая часть 1 - младший бит =0,1010011

В десятичной системе:

1,517*103 или 15,17*102 или 151,7*101 или 15170*10-1

То же в двоичной системе, например, 10010101* 2-5

В общем виде: С=µ*2Е,

где: µ- мантисса – вещественное число со знаком, представленное в форме с фиксированной точкой; Е- порядок – вещественное число со знаком; 2 – основание системы счисления.

3. Системы счисления: двоичная, двоично-десятичная, десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная.

Наиболее распространенной в человеческой практике является десятичная система, где основание А=10, используемые цифры, т.е. значение ai = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Наиболее распространенной в вычислительной технике является двоичная система:

основание А=2, используемые цифры, т.е. значение ai = 0, 1.

В восьмеричной системе: основание А=8, используемые цифры, т.е. значение ai = 0,1,2,3,4,5,6,7.

В шестнадцатитичной системе: основание А=16, используемые цифры, т.е. значение ai = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F.

Устройства предварительной обработки сигналов ЧЭ обеспечивают сопряжение выхода ЧЭ с входом АЦП. Под сопряжением подразумевается согласование:

- по динамическому диапазону сигналов устройств;

- входного сопротивления АЦП с выходным сопротивлением ЧЭ.

Для наилучшего использования АЦП его динамический диапазон должен быть согласован с диапазоном выходных сигналов ЧЭ. Согласованность динамических диапазонов является одним из критериев при выборе АЦП. Диапазон входных сигналов АЦП имеет значения, как правило, кратные 2,5 В или 2,048 В. Если диапазон выходных сигналов ЧЭ меньше, то согласующее устройство обеспечивает усиление сигналов ЧЭ по напряжению так, чтобы уравнять его с диапазоном входных сигналов АЦП. Эту функцию иногда называют нормализацией, а согласующее устройство – нормализатором. Если диапазоны имеют одинаковый размах, но смещены один относительно другого (например, 0 – 5 В и ±2,5 В), согласующее устройство обеспечивает их совмещение.

При обработке медленно меняющихся величин (например, температуры) преобразование сигналов от нескольких датчиков осуществляется одним АЦП. В этом случае подключение датчиков к входу АЦП осуществляется через мультиплексор (коммутатор). По принципу действия мультиплексор аналогичен электромеханическому реле, которое под действием сигнала управления соединяет входные и выходные контакты, однако здесь соединение и разъединение контактов осуществляется путем изменения проводимости канала в полупроводниковом материале.

Особенности применения. Для правильной и надежной работы коммутируемые сигналы должны подаваться на входы мультиплексора после подачи питания и сниматься до отключения питания – нарушение этого порядка может привести к выходу мультиплексора из строя. Современные мультиплексоры реализуются на основе транзисторных структур типа металл-окисел-полупроводник с тонким слоем изолирующего окисла и поэтому весьма чувствительны к статическому электричеству, разряд которого может пробивать и повреждать изоляцию.

5. АЦП: классификация по методу преобразования.

Диапазон требований к АЦП настолько широк, что его невозможно удовлетворить одним схемным решением. Существует несколько базовых архитектур АЦП, хотя в каждой архитектуре есть много разновидностей.

Дата добавления: 2015-01-03