Информатика
Проектирование
Геометрия
Алгебра
Курсовой
Графика
Электротехника
Задачи

Сопромат

Лабораторные
Методика
Физика
Чертежи
Энергетика
Математика
Реактор

Цифровые счетчики импульсов

Двоичная система счисления

  Цифровым счетчиком импульсов называют устройство, реализующее счет числа входных импульсов и фиксирующее это число в какомлибо коде.

 Обычно счетчики строят на основе триггеров, поэтому счет импульсов ведется в двоичной системе счисления.

  Функциональная схема простейшего двоичного трехразрядного цифрового счетчика импульсов приведена на рисунке 20.1а. Счетчик состоит из трех последовательно соединенных Т триггеров, имеющих вход для установки в состояние «0».

 На рисунке 20.1 б показаны временные диаграммы счетчика. Таблица 9.1 иллюстрирует состояние триггеров. Если в исходном положении все триггеры были в состоянии «0», то по окончании первого входного импульса триггер T1 перейдет в состояние «1» (). По окончании второго входного импульса триггер T1 переходит в состояние «0» (). По окончании импульса  триггер T2 переходит в состояние «1» () и т.д. После восьмого входного импульса все триггеры переходят в состояние «0» и счет повторяется.

 


Рис. 19.1

 Из таблицы 19.1 видно, что состояние триггеров отражает число поступивших на вход счетчика импульсов в двоичной системе счисления (двоичном коде).

 Таблица 19.1

Номер входного импульса

Состояние триггеров

 


 T3 T2 T1

Номер входного импульса

Состояние триггеров

 


 T3 T2 T1

0

 0 0 0

5

 1 0 1

1

 0 0 1

6

 1 1 0

2

 0 1 0

7

 1 1 1

3

 0 1 1

8

 0 0 0

4

 1 0 0

Общее число возможных состояний (модуль) счетчика определяют числом триггеров : . В нашем случае .

 Условное обозначение счетчика по схеме 19.1а, приведено на рисунке 19.1 в: CT2 означает двоичный счетчик; выходы 1, 2, 4 обозначения двоичных разрядов, соответствующих выходам , ,  схемы 19.1а; С1 счетный вход; R установка нуля.

Десятичный цифровой счетчик

Для получения счетчика, работающего в другом коде, например десятичном, применяют обратные связи. На рисунке 19.2а приведена функциональная схема десятичного (декадного) счетчика импульсов на четырех триггерах, а на рисунке 19.2б его условное обозначение. С выхода триггера T4 сигналы обратной связи поступают на входы триггеров T2, T3 . Благодаря этому после поступления на вход счетчика восьмого импульса на выходе триггера T4 появляется сигнал «1», который переводит триггеры T2, T3 из состояния «0» в состояние «1» (таблица 19.2).

 


Рис. 19.2

 Девятый импульс переводит триггер T1 в состояние «1», и все триггеры оказываются в состоянии «1». Десятый импульс переводит все триггеры в состояние «0», и счет начинается снова. Используя обратные связи, можно построить счетчик, работающий в системе счисления с любым основанием. Рассмотренные счетчики выполняют операцию суммирования числа импульсов, поступивших на вход, поэтому их называют суммирующими. Для построения вычитающего счетчика можно соединять последовательно не прямые, а инверсные выходы триггеров. Счетчики, выполняющие операции сложения и вычитания, называют реверсивными. Обычно они имеют два входа: сложения и вычитания.

Описанные счетчики относятся к последовательным (асинхронным), у которых импульсы поступают только на вход триггера первого разряда, а каждый последующий триггер управляется выходным сигналом предыдущего. Для повышения быстродействия применяют параллельные (синхронные) счетчики.

 Таблица 19.2

Номер входного импульса

Состояние триггеров

  T4 T3 T2 T1

Номер входного импульса

Состояние триггеров

  T4 T3 T2 T1

0

 0 0 0 0

6

 0 1 1 0

1

 0 0 0 1

7

 0 1 1 1 

2

 0 0 1 0

8

 1 0(1) 0(1) 0

3

 0 0 1 1

4

 0 1 0 0

 0 1 0 1

 9

 10

 1 1 1 1

 0 0 0 0

Счетчики выполняют в виде интегральных микросхем, например К176ИЕ1 (шестиразрядный двоичный счетчик), К176ИЕ2 (пятиразрядный счетчик), К155ИЕ4 (счетчикделитель на 12).

  Цифровые счетчики импульсов применяют для счета числа импульсов либо для деления числа импульсов. Счет числа импульсов, поступающих на вход с высокой частотой, необходим в вычислительной технике, автоматике, информационноизмерительной технике (цифровые измерительные приборы), ядерной физике (счетчики элементарных частиц).

Контрольные вопросы

1. Область применения цифровых счетчиков импульса.

2. Приведите функциональную схему простейшего двоичного трехразрядного цифрового счетчика импульсов.

3. Десятичный цифровой счетчик и его условное обозначение

3.2.2. На половину длины каркаса с наружным диаметром D = 240 мм и внутренним d = 190 мм, имеющим прямоугольное сечение площадью S = 400 мм2, равномерно нанесена обмотка медным проводом. Определить число витков, индуктивность, сопротивление обмотки и необходимую длину провода (для намотки в один ряд), если магнитная индукция катушки на ее оси составляет B = 1,6 . 10 -3 Тл при токе катушки I = 3,6 А. Плотность тока J = 2 А/мм2.

Дано:

Система СИ

Решение:

D = 240 мм

= 0,24м

В связи с тем что намотка произведена на половину длины каркаса, расчет надо вести по формулам для прямолинейной катушки.

Напряженность поля катушки

 где   где

.

d = 190 мм

= 0,19м

S = 400 мм2

= 0,4.10-3 м2

B = 1,6 . 10 -3 Тл

I = 3,6 А.

J = 2 А/мм2

Найти:

L – ? 

w – ? 

l – ? 

R – ? 

Напряженность поля можно определить из соотношения

,

откуда

.

Тогда

.

Определим индуктивность катушки:

или

.

Найдем необходимую длину провода для намотки этой катушки. Длина одного витка lвит = 82 мм. Длина провода

.

Определим диаметр и сечение медного провода, примененного для намотки катушки:

   

Тогда его сопротивление

.

Ответ: L = 21,4.10-6 Гн, w = 120 витков, l = 9,84 м, R = 0,096 Ом.


Курс электрических цепей

Радиосигналы
История искусства
Основы конструирования
Энергосбережение