Место и роль ЭСПУ станками, промышленными роботами, программируемых контроллеров, их задачи и функции, страница 15

Для расширения функциональных возможностей одного корпуса ИМС выпускаются МС, выполняющие все 3 логические функции (И, ИЛИ, НЕ). 2-2И-ИЛИ-НЕ. ЛК1,4,7,5,6,и др.

Имеются ИМС со стробированием и тремя состояниями.

В элементе со стробированием выполняется действие только в том случае, когда на входе стробирования (управления) присутствует активный уровень сигнала.

В элементах с тремя состояниями кроме высокого уровня, низкого  уровня  имеется  уровень высокого сопротивления, при котором выходные транзисторы закрыты сигналом управляющего входа. Выходное сопротивление закрытых транзисторов велико и ИМС отключены от нагрузки. Это состояние называют высокоимпедансным или третьим. При использовании ЛЭ с тремя состояниями их выходы можно подключать к одной нагрузке. Управление МС организуется так: в любой момент времени все МС, кроме одной, находятся в третьем состоянии. Таким образом, удается по одной шине передавать информацию от нескольких источников, и сократить количество информационных магистралей. Вход включения третьего состояния имеет метку ЕZ, а выход обозначается ромбиком с горизонтальной чертой.

Повторить ЭСЛ.

Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП).

МС ЦАП находят применение в системах управления, использующих дискретные устройства автоматики или для связи с устройствами управления (исполнительными механизмами), а также в контрольно измерительных системах и для построения МС АЦП.

ЦАП осуществляет преобразование цифрового кода в аналоговую величину, которая представляется в виде эл.тока, напряжения или угла поворота. Преобразуемое число может быть задано либо соответствующим количеством импульсов, либо состоянием коммутирующих элементов. Для реализации ЦАП используются 3 метода:

1)  метод суммирования аналоговых величин, значение которых пропорциональны весам разрядов преобразуемого кода;

2)  метод однократного выбора из набора аналоговых величин, пропорциональных весам разрядов двоичного числа;

3)  метод суммирования единичных приращений аналоговых величин.

ЦАП, которые реализуют 3 метод, имеют малое быстродействие. ЦАП, которые используют однократный выбор, имеют громоздкие схемы и применяются редко. Наибольшее распространение получили ЦАП использующие метод суммирования аналоговых величин, пропорциональных весам разрядов кода. Суммирование может осуществляться последовательно во времени и параллельно (т.е. одновременно). Основу ЦАП составляет матрица резисторов подключенных к входу ОУ, которые управляются двоичным кодом (например, от счетчика или регистра).

; ; ; ; , где z0,z1,z2,z3 – числа, принимающие значение 0 или 1 в зависимости от положения соответствующих ключей.

Выходное напряжение ЦАП определяется суммой: .

Недостатки: к резисторам старших разрядов предъявляются жесткие требования по точности и стабильности; нагрузка источника UОП изменяется в зависимости от положения ключей, что требует применения источника с малым внутренним сопротивлением для ослабления влияния этого сопротивления на UОП при разных токах нагрузки.

От перечисленных недостатков свободна схема с трехпозиционными ключами, которые присоединяют резисторы 2R либо ко входу суммирования ОУ, либо к нулевой точке. При этом токи через резисторы 2R не изменяются. Резисторы соединены в матрицу типа R-2R, имеющую постоянное входное сопротивление со стороны источника UОП, равное R независимо от положения ключей. Коэффициент передачи напряжения между соседними точками матрицы равен 0,5.

.

Матрицы резисторов типа R-2R выпускаются в виде ИМС, например серии 301. Для переключения резисторов применяют транзисторные ключи, например, МОП-транзисторы. ЦАП выпускаются в

 

виде ИМС серий 572 и 594. БИС 572ПА1В имеет 10 двоичных разрядов и время установления выходного напряжения 5 мкс., а МС 594ПА1 – 12 разрядов и время 3.5 мкс.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП).