Цифровое отсчетное устройство

ЦОУ – цифровое отчетное устройство, применяемое в цифровых измерительных приборах, автоматически выдающее результат измерения в принятых единицах (герцах, вольтах, амперах, и т.п).

Обобщенная структурная схема ЦОУ представлена на рис. 4.

Рис. 4. Структурная схема ЦОУ

Электронный счетчик импульсов СТ состоит из нескольких последовательно соединенных счетных декад, каждая из которых соответствует определенному порядку частоты f_x (единицам, десяткам, сотням Гц и т.д.) Обычно, для удобства дальнейшей обработки и индикации, используются двоично-десятичные счетчики, работающие в двоично-десятичном коде 8–4–2–1.

На входе ЦОУ обычно присутствуют дешифраторы, преобразующие двоично-десятичный код 8–4–2–1 в десятичный, и управляющие работой соответствующих им десятичных индикаторов. Кроме того, для хранения результата измерения, перед дешифраторами обычно стоят регистры данных, в простейшем случае представляющие собой триггеры-защелки, переводимые в режим хранения данных по команде " Запись".

В качестве примера на рис. 5. приведена принципиальная схема ЦОУ на четыре десятичных разряда отображаемых данных, работающая в режиме подсчета приходящих на ее вход импульсов. Такая схема ЦОУ может быть применена в частотомерах, периодомерах и других цифровых измерительных устройств, основанных на подсчете числа импульсов за заданный интервал времени.

В этой схеме в качестве счетчиков используются модели 4-х разрядных двоично-десятичных счетчиков 74LS90N (отечественный аналог К555ИЕ2), микросхемы 74LS75D (четыре триггера с инверсным и прямым выходом – К555ТМ7). В качестве индикаторов применены модели семисегметных светодиодных индикаторов со встроенными дешифраторами DCD_HEX_DIG_GREEN.

Рис. 5. Принципиальная схема ЦОУ на четыре десятичных разряда

С функционального генератора подается периодический сигнал прямоугольной формы амплитудой 5 В и частотой следования импульсов от 1 Гц до 100 Гц.

Ключи, управляемые клавишами " A" и " Z" предназначены для управления работой ЦОУ, операциями " Сброс" и " Запись" соответственно.

Резисторы R1 и R2, подключенные к источнику постоянного напряжения +5В, служат для установки уровня " логическая 1" на соответствующих входах двоично-десятичных счетчиков D1, D3, D5, D7 и триггеров D2, D4, D6, D8.

Для того чтобы максимально приблизить время моделирования схемы к реальному времени необходимо произвести соответствующие установки в настройке программы моделирования MultiSim 9. Пример таких установок показан на рис. 6.

Рис. 6. Пример задания Time Step

Для этого необходимо через команду Simulate активизировать окно задания интерактивной установки параметров моделирования Interactive Simulation Setting, нажать в открывшемся окне клавишу More и установить в дополнительном нижнем окне значение параметра Initial time step (TSTEP) значение 0, 01 Sec.