EL26 Numaratorul Digital

8/13/2019 EL26 Numaratorul Digital

1/11

LUCRAREA EL 26

APARATE DIGITALE PENTRU MSURAREATIMPULUI I FRECVENEI

1.Scopul lucrr

Lucrarea studiaz funcionarea i utilizarea aparatelor numerice dinclasa numrtorului universal pentru mrimi discrete!" #p $ %r&c'&()*.

Se studiaz: funcionarea unei uniti de numrare zecimale (UNZ) i a unui afiaj

numeric pentru aparate digitale funcionarea unui frecvenmetru! periodmetru se determin frecvenele critice se determin erorile de msurare "n cele dou moduri de lucru#

2.Pr (c p +& #,ur-r&.

$#%#Sc&eme funcionale

La 'aza aparatelor digitale utilizate pentru msurarea timpului ifrecvenei st instrumentul digital numit NU *+*,-+ UN./0+S1L #

Sc&ema funcional a numrtorului este prezentat "n fig# $2#%# icuprinde: circuitul de intrare poarta principal unitatea de numrarezecimal i afiare unitatea de control logic i 'aza de timp cu oscilator cucuar#

Fig. 26.1. Schema funcional a numrtorului universal

C rcu "ul +& ("r-r& C.I/ prelucreaz semnalul analogic de msurat"ntr!o succesiune de impulsuri dreptung&iulare de aceeai frecven cu cel dela intrare crora li se pot asocia nivelele logice 3 i % dup o anumitlogic#

64


2/11

Po-r"- pr (c p-l P.P./ este "n fond un circuit logic cu dou intrtri1 i 4 i ieirea 5 (fig#$2#$)#

Fig. 26.2. Poarta principal.

6ac notm f 1 frecvena semnalului aplicat la intrarea 1 i f 4frecvena semnalului aplicat la intrarea 4 numrul de impulsuri ce vor trece prin ieirea 5 ctre unitatea de numrare zecimal (UNZ) va fi:

N f f f TA B A B= =

1

($2#%)

"n care ,4 7 %8f 4 este perioada semnalului aplicat la intrarea 4#Semnalul 1 este semnalul informaional iar semnalul 4 este un semnal

de control al timpului c9t este meninut desc&is poarta principal#0,c l-"orul cu cu-r) -3- +& " #p.entru msurrile de timp i frecveneste necesar o referin de timp de mare sta'ilitate i precizie ce va fidivizat pentru a o'ine timpi diferii de desc&idere a porii principale#4aza de timp de referin este un oscilator sinusoidal -5 foarte sta'il pilotatde un cuar ce furnizeaz un semnal de frecven fi; de % iecare 'loc esteformat din: numrtor decadic memorie convertor 456!zecimal (pentruafiaj cu tu'uri Ni;ie) sau convertor 456!? segmente pentru afiaj cu L06!uri i pentru afiaj cu L56!uri indicatorul optoelectronic cu circuitul su decomand(fig#$2#@)#

65


3/11

Fig.26.3. Elemente ale unitii de numrare i afiare ecimal.

rincipalele moduri de lucru ale numrtorului digital sunt: modul de lucrucronometru modul de lucru frecven modul de lucru perioad modul delucru perioad multipl#

$#$# >uncionarea numrtorului universal ca cronometru

Sc&ema de principiu a cronometrului digital este prezentat "n fig#$2#A#

Fig. 26.!. Schema de principiu a cronometrului digital.

Numrul de impulsuri ce trece prin poarta principal "ntr!un timp t; este datde relaia:

N f t tc x

k

x= = 10 ($2#$)

unde: f c este frecvena selecionat de la 'aza de timp (f c 7%3= )#5orespunztor valorilor lui = rezultatul msurrii va fi afiat "n

secunde (s) milisecunde (ms) sau microsecunde ( s) cu localizaracorespunztoare a punctului zecimal#

66


4/11

.ntervalul de timp t; poate fi o'inut prin comenzi manuale de pe panoul frontal de S,1+,!S,- sau cu fronturile unor semnale electrice provenite din sc&ema "n care se msoar#

$#@# >uncionarea numrtorului universal ca frecvenmetru (modul de lucrufrecven)

Sc&ema funcional de interconectare a circuitelor numrtorului este prezentat "n fig# $2#B# a# iar "n fig# $2#B# '# formele de und#

Fig. 26.". #surarea frecvenelor$a% Schema &loc ' &% Formele de und.

5onform sc&emei numrul de impulsuri ce trec prin poarta principaleste:

N f Tx p= ($2#@)"n care :f ; ! frecvena de msurat (semnalul aplicat la intrarea informaional a)C, p ! intervalul de timp c9t poarta principal este desc&is (semnal o'inut dela divizorii 'azei de timp aplicat la intrarea de control 4)#

$#A# >uncionarea numrtorului ca periodmetru (modul 0+.-16*)

Sc&ema funcional de interconectare a circuitelor numrtorului idiagrama de impulsuri sunt prezentate "n fig# $2#2#

67


5/11

Fig. 26.6. #surarea perioadeia% Schema funcional ' &% (iagrama de impulsuri.

erioada fiind inversul frecvenei se inverseaz intrrile porii principale# Dn acest caz numrul de impulsuri N ce trec prin poarta principaleste:

N f Tc x= ($2#A)unde :

f ; ! frecvena etalon aleas de la divizorii 'azei de timpC, ; ! perioada de msurat#

$#B# surri de perioade multiple (modul UL,. 0+.-16*)

6ezavantajul modului uniperioad "l constituie precizia destul desczut# 6e aceea se mediaz rezultatul pe un numr de perioade pentru a seo'ine o precizie i o rezoluie c9t mai 'une#

Sc&ema funcional a modului multiperioad este prezentat "n fig#$2#?#

Numrul de impulsuri ce trec prin poarta principal este:

N f Tck

x=

10 ($2#B)unde = este ordinul decadei selectate de la 'aza de timp#

68


6/11

Fig. 26.). #surarea perioadei multiple.

a% Schema funcional ' &% (iagrama de impulsuri.

$#2# surarea defazajului "ntre dou semnale

Sc&ema de principiu pentru msurarea numeric a defazajului "ntredou semnale este prezentat in fig#$2#E#

Fig.26.*. Principiul msurrii numerice a defa a+ului.

. C7&," u( +& ,"u+ -"

.1. Studiul unitaii de numrare i afiare zecimal cu L06!uri#! Studiul numrtorului la numrare "n sens direct i invers#

! Se va urmri transferul coninutului numrtorului "n memorii iafiarea acestuia prin aplicarea impulsurilor de transfer la afiaje prinintermediul decodoarelor pentru diverse cifre#

.2. /erificarea funcionrii corecte a numrtorului universal#

. . >uncionarea numrtorului universal ca frecvenmetru# Se vor msurafrecvenele: %3


7/11

.8. >uncionarea numrtorului universal ca periodmetru# surarea perioadei se va face pentru aceleai frecvene ca la @# @# pe gamele % ,C%3 ,C %3$,#Se vor calcula erorile de msurare# Se vor trasa pe acelai grafic

cur'ele de erori la funcionarea ca frecvenmetru i periodmetrufrecvena i erorile fiind reprezentate la scar logaritmic# 6in graficese vor determina frecvenele critice i se vor compara cu cele calculateteoretic cu relaiile ($2#E)

.9. surarea defazajului "ntre diferite semnale cu ajutorul fazmetruluidigital#

8.Mo+ul +& &:p&r #&("-r&

A# %# 6escrierea montajelor

!.1.1.#onta+ul pentru studiul unitii de numrare i afiare ecimal>uncionarea unitii de numrare i afiare zecimal se e;emplific

pe o ieire cu $ cifre zecimale (fig#$2#@)# Sunt utilizate circuite integrate,,L#

Numrtoarele folosite sunt reversi'ile (564 A%F$) interconectate "ndou decade zecimale# entru decada unitilor numrtorul are intrriseparate de numrare "nainte 5# U# (5-UN, U ) i numrare "napoi 5# 6#(5-UN, 6-GN)#

0l este conectat pentru transfer "n am'ele sensuri cu numrtorul dela decada zecilor# 5oninutul numrtorului este accesi'il "n cod N456 i

este transferat paralel "n dou memorii 564 AFB#6ecodoficatoarele N456! ? segmente (564AA?) comand cifreleafioarelor /H0$A conform cu coninutul numrtoarelor# 4ista'ilii realizaicu pori inversoare (564A33) conectai pe intrrile 5# U# i 5# 6# au rolulde a evita numrarea unor impulsuri false#

!.1.2. Studiul funcionrii numrtorului universal Sc&ema de montaj pentru studiul numrtorului universal este

prezentat "n fig#$2#F "n care I# S# este un generator de semnal cu frecvenvaria'il (joas frecven) i N# 6# ! numrtorul de "ncercat#

Fig. 26.,. Schema de monta+ pentru studiul funcionrii numrtoruluiuniversal .

!.1.3. #surarea defa a+elor #

70


8/11

Sc&ema de montaj pentru msurarea defazajului dintre dou semnaleeste prezentat "n fig# $2#%3#

Fig. 26.1-. Schema de monta+ pentru msurarea defa a+ului.

A#$# odul de e;perimentare

8.2.1. Se va studia i identifica montajul unitii de numrare i afiarezecimal dup sc&ema funcional o'serv9nd modul de interconectare alintegratelor din sc&em#entru studiul numrtorului "n sensul de numrare "nainte se voraplica impulsuri cu "ntreruptorul % la intrarea 5U p9n la "ncrcareaam'elor decade ale numrtorului#

Se va "ncrca impuls cu impuls decada unitilor i la fiecare %3impulsuri se va o'serva transferul la decada zecilor#

La c9teva seturi de impulsuri se va da impuls de transfer pe r9nd lafiecare din decade pun9nd la mas 'ornele , ale memoriilor o'serv9nd laL06!urile gal'ene rezultatul "n cod N456 i la afiaj cifra zecimalcorespunztoare#

+ezultatele vor fi trecute "n ta'elul nr#$2#%#Tabelul 26.1

Nr# .eire numrtor (N456) Nr#impulsuri UN.,* J. Z05. zecimalaplicate 1($K) 4($%) 5($$) 6($@) 1 ($K) 4 ($%) 5 ($$) 6 ($@) afiat

entru studiul numrtorului "n sens invers se vor aplica impulsuri cu"ntreruptorul $ la intrarea 56 impuls cu impuls p9n se va descrcadecada unitilor# Se va o'serva operaia de transfer de la decada zecilordup fiecare %3 impulsuri aplicate#

entru c9teva din situaiile o'inute se vor da impulsuri de transfer

(prin , i , ) din memorii spre afiaj#Logica com'inaional implementat "n realizarea unitii denumrare i afiare se va studia pe un afior conectat la un calculator personal# entru desfurarea activitii practice se vor urmri instruciuniledin meniurile ce apar pe displaM#

8.2.2. entru studiul funcionrii numrtorului digital se va folosi sc&emadin fig# $2#F#

/erificarea 'unei funcionri a numrtorului digital se face prinimplementarea funciei ,0S, # Dn acest caz se realizeaz interconectrile

71


9/11

din fig# $2#%%# Dn funcie de priza = selectat de la divizorii 'azei de timp vatre'ui s fie afiat valoarea %3= #

Fig. 26.11. Schema &loc de verificare a funcionrii &a ei de timpa unitii de numrare ecimale i a afia+ului.

8.2. . entru studiul funcionrii numrtorului universal ca frecvenmetruse implementeaz funcia >+05/0NJ* prin apsarea pe tastacorespunztoare#

6e la generatorul de semnal (fig#$2#F) se sta'ilesc pe r9nd frecvenelede la pct#@# @#

>iecare frecven se msoar pe gamele 3 33%sC 3 3%sC3 %sC%sC%3s#0rorile se vor calcula cu relaia:

f c

f

f N= =

1

($2#2)unde N este numrul afiat fr virgulC c 7$#%3!E este eroarea oscilatoruluide cuar#8.2.8. entru studiul funcionrii numrtorului universal ca periodmetru seimplementeaz funcia 0+.-16* prin apsare pe tasta corespunztoare#Se vor msura aceleai frecvene ca la punctul A#$#@# >iecare frecven va fimsurat pe gamele %,C %3,C %3$,#0 ,&r'-) &; Se fi/ea din generator frevena i apoi se comut gamele de

frecven i apoi cele de perioad efectu0ndu se toate citirile. poi sereglea urmtoarea frecven din ta&el.

0rorile de msurare se vor calcula cu relaia:

T

d

cT

T N n= = 1

($2#?)"n care: d 7@#%3!@ este eroarea de declanareC n7% pentru gama %,C n7%3 pentru gama %3 ,C n7%33 pentru gama %33 ,#

+ezultatele o'inute se vor trece "n ta'elul nr#$2# $#5ur'ele de erori f 7 f (f) i , 7 , (f) se vor trasa pentru acelai

domeniu pe acelai grafic# La intersecia celor dou cur'e ( f 7 , ) se o'infrecvenele critice#

72


10/11

Tabelul 26.2

>recvena fi;at


11/11

9.1.5are sunt sc&emele de interconectare a 'locurilor funcionale alenumrtorului universal pentru a realiza funciile: perioad perioadmultipl interval de timp# 6esenai diagramele de semnale# 6educeirelaiile de calcul#

9.2. S se deduc ta'ela de conversie pentru un codificator 456 zecimal#9. . S se realizeze o sc&em funcional pentru msurarea defazajului dintredou semnale prin metoda numeric#

9.8.5are este sc&ema structural a numrtorului universal O9.9.5are este principiul de funcionare a cronometrului digital O9.6.5are este sc&ema de interconectare a 'locurilor componente ale

numrtorului digital pentru implementarea funciei ,0S, O 6iagramede semnale relaii de calcul #

9.

EL26 Numaratorul Digital

Documents

Transcript of EL26 Numaratorul Digital