POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ TRANSPORTU Zakład Telekomunikacji w Transporcie

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 24

Badanie układów cyfrowych

SKŁAD ZESPOŁU: Michał Wolszczak Michał Galiński

GRUPA SRK

SEMESTR IV

Data wykonania ćwiczenia 22.03.2012

Data oddania sprawozdania 12.04.2012

1. Przetwornik A/C

Na tym etapie naszym zadaniem było zmierzenie napięcia na wejściu przy zmianie symbolu na wyświetlaczu oraz obliczenie błędu dyskretyzacji.

Symbol	Napięcie U na wejściu			Różnica między najniższymi wartościami U w sąsiadujących wierszach [mV]
		Pomiar nr 1	Pomiar nr 2		Pomiar nr 3
0	26,8 mV	26,8 mV	26,8 mV	-
0-1	188,5 mV	165,3 mV	171,1 mV	138,5
1-2	333 mV	324 mV	326 mV	158,7
2-3	485 mV	500 mV	530 mV	161
3-4	685 mV	657 mV	713 mV	172
4-5	817 mV	820 mV	806 mV	149
5-6	954 mV	962 mV	965 mV	148
6-7	1,128 V	1,116 V	1,113 V	159
7-8	1,279 V	1,284 V	1,326 V	166
8-9	1,43 V	1,428 V	1,47 V	149
9-A	1,635 V	1,62 V	1,6 V	172
A-B	1,778 V	1,795 V	1,801 V	178
B-C	1,97 V	1,93 V	1,977 V	152
C-D	2,093 V	2,08 V	2,089 V	150
D-E	2,222 V	2,24 V	2,267 V	142
E-F	2,38 V	2,4 V	2,414 V	158
Błąd dyskretyzacji

[mV]

2. Multiplekser

A	B	S	Y
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	1
1	0	0	0
0	1	1	0
1	0	1	1
1	1	0	1
1	1	1	1

3. Sumator

A	B	CIN	S	COUT
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
1	0	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

4. Licznik

Impulsy	2^0	2^1	2^2	2^3
0	0	0	0	0
1	1	0	0	0
2	0	1	0	0
3	1	1	0	0
4	0	0	1	0
5	1	0	1	0
6	0	1	1	0
7	1	1	1	0
8	0	0	0	1
9	1	0	0	1
10	0	1	0	1
11	1	1	0	1
12	0	0	1	1
13	1	0	1	1
14	0	1	1	1
15	1	1	1	1
16	0	0	0	0

5. Wnioski

Dzięki ćwiczeniu nr 24 mieliśmy możliwość dokładnego przyjrzenia się pracy przetwornika A/C, multipleksera, sumatora i licznika.

Podczas badania przetwornika, trzykrotnie wykonaliśmy serię pomiarów napięcia prądu na wejściu, dla jakiego zmienia się symbol na wyświetlaczu. Następnie wyznaczyliśmy błąd dyskretyzacji, który jest średnią wartością napięcia prądu, co którą zmienia się symbol cyfrowy na następny.

Multiplekser pełni funkcję przełącznika. Przenosi on sygnał z wybranego wejścia na wyjście układu.

Sumator wykonuje dodawanie liczb binarnych. Występuje tutaj ta sama zasada co w przypadku dodawania liczb dziesiętnych „pod kreską”. Kolumny A i B mieszczą dodawane wartości binarne, S wynik, C_IN wartość przenoszoną z poprzedniego wiersza, a C_OUT wartość przenoszoną do następnego wiersza.

W przypadku ostatniego urządzenia, zwiększaliśmy przyciskiem liczbę impulsów. Licznik natomiast, bo o nim mowa, zwracał nam tą ilość w postaci binarnej, poprzez zapalenie się lampki kontrolnej. Dzięki temu otrzymaliśmy 16 kombinacji 0 i 1 (dla liczby impulsów od 0 do 15). Maksymalną liczbę impulsów jaką mógł przedstawić to 2³+2²+2¹+2⁰=15, dlatego przy szesnastym wciśnięciu przycisku licznik wyzerował się.

5. Wnioski

Na zajęciach zobaczyliśmy jak działa przetwornik A/C, multiplekser, sumator i licznik.

Podczas przetwarzania sygnału analogowego na sygnał cyfrowy określonym przedziałom sygnału analogowego odpowiada ta sama wartość sygnału cyfrowego (ta sama liczba na wyjściu przetwornika A/C). Przetwarzanie sygnału analogowego (napięcie) na sygnał cyfrowy (liczbę) obarczone jest błędem dyskretyzacji którego wartość jest równa maksymalnemu skokowi napięcia U, przy którym przetwornik nie zauważy zmiany na wejściu. Wartość tego błędu zmienia się wraz z wielkością napięcia zadanego na wejściu przetwornika, dlatego też w celu określenia wielkości tego błędu z większą pewnością należy wykonać serie pomiarów dla różnych napięć wejściowych tj. odnotować wiele zmian stanów na wyjściu przetwornika A/C.

Multiplekser umożliwia nam wybór jednego z wejść informacyjnych i przesłanie sygnału z wejścia na wyjście. Stan wejść adresowych mówi nam jakie wejście ma zostać wybrane.

Podczas wykonywania ćwiczenia sumator dodawał bity wprowadzone na wejścia: A, B oraz wejście C_in, reprezentujące bit przeniesienia z poprzedniej pozycji. Bity na wyjściu S reprezentowały stan na danej pozycji po wykonaniu sumowania, natomiast obliczone wartości na wyjściu C_out informują o tym, czy w wyniku sumowania zadanych wartości powstanie bit przeniesienia skierowany na następną pozycję.

Stan licznika odczytywany jest z wyjść Q poszczególnych przerzutników. Ujemne zbocza sygnału zegarowego wyzwalają zmiany w pierwszym przerzutniku T₁ co wpływa na przebieg przedstawiony na wyjściu Q1. Przerzutnik T₁ steruje drugim przerzutnikiem T₂, itd. Po zliczeniu 16 impulsów licznik się zeruje gdyż maksymalną liczbę impulsów jaką mógł przedstawić to 15.

---