МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ДОСЛІДЖЕННЯ КОДОУТВОРЕННЯ ТА ПРИНЦИПІВ ПОБУДОВИ АЦП ПЕРЕМІЩЕННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ КОДУ ГРЕЯ ІНСТРУКЦІЯ до лабораторної роботи № 4 з курсу “ Основи збору, передачі та обробки інформації” для студентів базового напряму 6.1601 “Захист інформації” Затверджено на засiданнi кафедри "Захист інформації" Протокол N вiд . .2007 p. Львів 2007 Дослідження кодоутворення та принципів побудови АЦП переміщення з використанням коду Грея: Інструкція до лабораторної роботи № 4 з курсів «Основи збору, передачі та обробки інформації» для студентів базового напрямку «Захист інформації» усіх форм навчання / Укл. М. В. Кіріанакі, В. В. Хома, В. І. Отенко, Я. Р. Совин. – Львів: НУЛП, 2007. – 12 с. Укладачі: М. В. Кіріанакі, канд. техн. наук, доц., В. В. Хома, док. техн. наук, проф., В. І. Отенко, канд. техн. наук, доц., Я. Р. Совин, асист. Відповідальний за випуск М. В. Кіріанакі, канд. техн. наук, доц. Рецензенти: З. Р. Мичуда, канд. техн. наук, доц., О. В. Івахів, канд. техн. наук, доц. Складання і відлагодження схеми здійснено асист. каф. ЗІ Совином Я. Р. МЕТА РОБОТИ - вивчити особливості коду Грея, його кодуючих і декодуючих пристроїв, а також принципи побудови аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) лінійного кутового переміщення з використанням кодів Грея. 1. ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ АЦП просторових переміщень (лінійних і кутових) широко застосовуються в різних галузях науки і техніки. Наприклад, в телемеханіці разом з первинними перетворювачами вони використовуються для вимірювання таких параметрів як тиск, температура, витрата (рідин і газів), та інших неелектричних величин, попередньо перетворених у переміщення. У радіолокації та військовій техніці з допомогою АЦП переміщень одержують дані про координати цілей безпосередньо в цифровій формі. Крім того, використовуючи такі АЦП, можна вирішувати завдання лінеаризації, функціональне перетворення шкал приладів і тому подібне. АЦП переміщень найчастіше базуються на використанні методу зчитування (збігу), за якого координати простору безпосередньо перетворюються в код, а тому немає додаткових похибок від перетворення переміщення в проміжний параметр (тривалість імпульсу або частоту), який потім квантується і кодується. Метод збігу забезпечує також і найвищу швидкість перетворення. АЦП за цим методом містить набір всіх можливих рівнів квантування перетворюваної величини. Кожному дискретному рівню за допомогою спеціальних кодових шкал (масок) і пристроїв зчитування ставиться у відповідність вихідний код. Для усунення похибок зчитування використовується код Грея [1, 2]. 1.1. КОД ГРЕЯ Ідея утворення коду Грея полягає в тому, щоб перехід від однієї кодової комбінації (КК) до сусідньої, більшої або меншої на одиницю супроводжувався б зміною коду лише в одному розряді. При цьому перша і остання КК коду Грея також відрізняються цифрою лише в одному розряді, оскільки такі коди будуються за алгоритмом замкненні циклом. Саме тому код Грея називається також циклічним. На рис. 1 наведені таблиця із записом чисел від 0 до 15 в чотирирозрядному двійковому натуральному коді та коді Грея, а також побудовані у повній відповідності до нього лінійні кодові маски. При цьому нулям в КК відповідають темні, а одиницям - світлі ділянки маски. Елементи зчитування розташовуються впоперек кодових доріжок лінійної шкали. Наведена таблиця і кодуючі маски дають змогу виділити такі характерні особливості коду Грея: 1. Кожна наступна КК завжди відрізняється від попередньої лише в одному розряді. 2. Змінюються значення розрядів коду при переході від одної КК до іншої рідше, ніж в натуральному двійковому коді. Це дає змогу забезпечити вищу точність кодування переміщення без зниження швидкодії. 3. В коді Грея можна виділити осі симетрії, відносно яких спостерігається ідентичність елементів у деяких розрядах КК, наприклад, симетрія відносно осі між числами 7 і 8. Саме тому код Грея називається рефл...