Прием и цифровая обработка радиосигналов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Интенсивное внедрение цифровой обработки сигналов (ЦОС) в технику радиоприема объясняется, с одной стороны, сложностью или не возможностью решения ряда практических задач с помощью аналоговой обработки, а с другой - прогрессом дискретной микроэлектроники и расширением функциональных возможностей цифровой вычислительной техники. Анализ развития радиоприемных устройств (РПУ), теории и техники передачи и приема сигналов позволяет обнаружить ряд проблем, эффективное решение которых обеспечивается переходом к ЦОС.

Разнообразие условий связи и задач, решаемых связной аппаратурой, обусловили непрерывное увеличение числа используемых сигналов и методов модуляции. При аналоговой обработке это приводит к необходимости создания различных по структуре модемов, удельный вес которых в общих затратах на аппаратуру связи постоянно растет. Внедрение ЦОС позволяет реализовать универсальные модемы, в которых изменением программы можно быстро перейти на новый вид сигнала и метод модуляции. В результате снижаются объем и стоимость аппаратуры, замедляется ее моральное старение.

Устойчивая тенденция к росту загрузки радиодиапазона, увеличение роста индустриальных помех и часто возникающая необходимость сосредоточения большого числа различных радиосредств в ограниченном пространстве привели к значительному усложнению электромагнитной обстановки (ЭМО). Последняя во многих случаях изменяется непредсказуемым образом из-за невозможности регламентации всех радиосредств, изменений условий распространения радиоволн, интерференционных замираний и других факторов. Создание РПУ с фиксированными характеристиками, оптимальными при любой ЭМО, оказывается или технически не возможным, или экономически не выгодным. Это вынуждает придавать радиоприемной аппаратуре способность адаптироваться к условиям связи.

Простота автоматической смены алгоритмов ЦОС и высокая точность их реализации делает ее наиболее эффективной в адаптивных РПУ и РПУ, работающих в адаптивных системах связи.

Возросшие требования к качеству приема информации при тенденции к ухудшению ЭМО вынуждает применять такие сложные алгоритмы, как оптимальное сложение разнесенных сигналов, известных с ограниченной точностью, компенсация и подавление сосредоточенных помех, прием в «целом» и др. Реализация этих алгоритмов на базе аналоговой техники в большинстве случаев оказывается недопустимо дорогой и малоэффективной из-за не точности их выполнения, вызванной разбросом параметров и воздействием дестабилизирующих факторов. При использовании ЦОС разброс параметров элементов и воздействие дестабилизирующих факторов (если они не превышают предельно допустимых норм, нарушающих работоспособность аппаратуры) не влияют на точность выполнения выбранных алгоритмов. Высокая степень интеграции цифровых микросхем и широкие возможности рациональной организации ЦОС позволяют реализовать даже очень сложные алгоритмы приема сигналов, сохраняя приемлемый объем и стоимость аппаратуры.

Рост интенсивности обмена информацией вызывает увеличение насыщенности средств связи. Поэтому снижение массы, габарита и стоимости радиоприемной аппаратуры становится особенно важным. Переход к ЦОС является одним из наиболее перспективных направлений решения этих задач. Цифровая аппаратура проще поддается микроминиатюризации, чем аналоговая, а высокая технологичность ее производства, связанная с отсутствием операций настройки и регулировки при изготовлении, однородностью элементной базы и технологических процессов и их унификацией с производством цифровых электронных вычислительных машин (ЭВМ), уменьшает ее стоимость.

Наибольшее снижение малогабаритных показателей и стоимости радиоприемной аппаратуры на один канал приема достигается в многоканальных радиоприемных устройствах и комплексах. Применение в них ЦОС сулит значительно большей, чем при аналоговой обработке, выигрыш в объеме и стоимости аппаратуры благодаря эффективности организации обслуживания нескольких каналов приема одним блоком, работающим в мультиплексном режиме (режиме разделения времени). Кроме того, простота согласования нагрузок, идентичность и стабильность характеристик различных каналов приема, удобство наращивания числа каналов, возможность обеспечить заданную надежность при минимальном резервировании служат дополнительными стимулами к созданию многоканальных цифровых радиоприемных устройств и комплексов (ЦРПУ и ЦРПК). Поскольку контроль и управление, как правило, выполняются или специализированными цифровыми устройствами, или управляющими ЭВМ, переход к ЦОС облегчает сопряжение радиоприемной аппаратуры с системой контроля и управления.

Использование ЦОС позволяет реализовать узлы и блоки радиоприемника с характеристиками, недостижимыми или труднодостижимыми в аналоговой аппаратуре. Кроме того, проектирование цифровых устройств и систем легче, чем аналоговых, поддается автоматизации, а их моделирование с помощью ЭВМ позволяет достичь полого совпадения характеристик модели и объекта моделирования.

Переход к ЦОС открывает возможность рассредоточения радиоприемных центров и комплексов, так как после выполнения аналого-цифрового преобразования смеси сигнала и помех цифровые значения ее отсчетов могут быть переданы практически на любое необходимое преобразование без ухудшения качества приема.

В это же время внедрение ЦОС связано со значительными трудностями и, способствуя решению ряда задач радиоприема, в свою очередь, порождает новые задачи. Так, в современных аналого-цифровых преобразователях (АЦП) максимально допустимый шаг квантования таков, что требуется значительное усиление сигналов в аналоговой части приема тракта (АЧПТ). Кроме того, преобразование аналоговых колебаний в цифровую форму приводит к появлению погрешностей дискретизации и квантования. Сам процесс цифровой обработки сопровождается погрешностями, вызванными округлением результатов вычислений и ограниченной точностью реализации алгоритмов обработки. В тех случаях, когда требуется представление принятой информации в аналоговой форме возникают дополнительные погрешности цифро-аналогового преобразования. Все эти погрешности, чаще всего рассматриваемые как специфические виды помех, прямо или косвенно связаны с недостаточным быстродействием и большой потребляемой мощностью существующей элементной базы. Анализ перспектив развития микроэлектроники позволяет надеяться на быстрое улучшение указанных характеристик.

1. Модуляция, применяемая при радиопередаче

АМ-модуляция. Допустим, что управляющий сигнал изменяется по гармоническому закону, а радиосигнал модулируется по амплитуде этим управляющим сигналом, т.е. приращение амплитуды радиосигнала происходит пропорционально приращению управляющего сигнала.

Рассмотрим временные (рисунок 1, а) и спектральные (рисунок 1, б) диаграммы напряжений управляющего сигнала и радиосигнала . До момента времени управляющее напряжение остается постоянным (), поэтому напряжение радиосигнала сохраняет синусоидальную форму при несущей частоте , амплитуде и начальной фазе, которую принимаем равной нулю:

.

Это соответствует на амплитудно-частотном спектре управляющего сигнала вертикальному отрезку , расположенному против частоты , а на спектре радиосигнала - вертикальному отрезку , расположенному против точки шкалы частот .

Управляющее напряжение, начиная с , изменяется по синусоидальному закону. Чтобы выявить временные и спектральные функции сигналов при модуляции, перенесем начало отсчета времени в точку (рисунок 1, а), где управляющее напряжение максимально (). Тогда напряжение складывается из исходного и косинусоидального , т.е. уравнением для мгновенного значения управляющего напряжения будет

,

где - амплитуда изменения управляющего сигнала;

- частота управляющего сигнала.

а - временные диаграммы

б - спектральные диаграммы

Рисунок 1. Диаграммы управляющего и радиосигналов при АМ синусоидальным напряжением

В момент получим и .

Неискаженная амплитудная модуляция означает, что между амплитудой напряжения радиосигнала и управляющим напряжением соблюдается прямая пропорциональность. Поэтому

,

где - максимальное приращение амплитуды радиосигнала относительно исходного значения .

Умножив на , получим мгновенное значение напряжения радиосигнала:

.

ЧМ-модуляция. Наиболее общим выражением для мгновенного значения напряжения радиосигнала является

,

где - амплитуда, произвольная функция;

- фазовый угол, произвольная функция.

При амплитудной модуляции изменяется во времени согласно управляющему сигналу (передаваемому сообщению), а фазовый угол от этого сигнала не зависит. Если же постоянна, а угол изменяется в соответствии с управляющим сигналом, то модуляция называется угловой, которая, в свою очередь, делится на фазовую и частотную.

Фазовой называется такая модуляция, при которой приращение фазового угла пропорционально приращению управляющего сигнала . Частотной называется такая модуляция, при которой приращение напряжения управляющего сигнала вызывает пропорциональное приращение частоты , а это косвенно влияет на изменение фазового угла . Оба вида угловой модуляции взаимосвязаны. На рисунке 1.2 представлены временные диаграммы управляющего сигнала и соответствующего ЧМ радиосигнала



Рисунок 2. Временные диаграммы управляющего сигнала и соответствующего ЧМ радиосигнала

Действительно, если фаза колебания в момент имеет значение , то мгновенное значение угловой частоты выражается производной

.

Аналогично, при мгновенной частоте фаза колебаний за время изменяется на величину, определяемую интегралом

.

Приведенная производная показывает, что закон изменения фазы колебания определяет его частоту, а приведенный интеграл показывает, что всякое изменение частоты колебания отражается на изменении его фазы.

Различие между частотной и фазовой модуляцией проявляется при модуляции сложным управляющим сигналом, содержащим ряд гармонических составляющих. В этом случае выявляются существенные преимущества частотной модуляции, в силу которых она получила большое практическое применение, чем фазовая.

2. Структуры радиоприемных устройств

Приемник состоит из радиотракта и детектора. Назначение радиотракта в приемнике -- обеспечить усиление сигнала и его фильтрацию от помех. Для усиления сигнала используются усилители, для фильтрации -- частотно-селективные цепи.

Усиление сигнала в радиотракте может обеспечиваться либо на радиочастоте без ее преобразования, либо с преобразованием частоты. Приемник с радиотрактом, в котором осуществляется усиление на радиочастоте, называется приемником прямого усиления, приемник с преобразованием частоты в радио-тракте -- супергетеродинным.

Приемник прямого излучения. Структурная схема приемника пря мого усиления показана на рисунке 3. Входная цепь представляет собой частотно-селективную электрическую цепь, которая служит для передачи принятого антенной сигнала на вход первого усилите льного каскада (УРЧ I) и дли предварительной фильтрации сигнала от помех. Для фильтрации сигнала во входную цепь включаются колебательные контуры (чате всего один контур), настроенные на несущую частоту принимаемого сигнала.



Рисунок 3. Структурная схема приемника прямого усиления

Усилители радиочастоты (УРЧ) обеспечивают усиление сигнала и дальнейшую фильтрацию его от помех. Нагрузкой УРЧ служат колебательные контуры, настроенные, как и входные цепи, на несущую частоту принимаемого сигнала. Тип детектора зависит от вида модуляции принимаемого сигнала. На рисунке 3 УЗЧ -- усилитель звуковых частот. Настройка приемника на любую частоту в задан ном диапазоне f0min -- f0max осуществляется установлением резонансных частот всех селективных цепей радиотракта равными требуемой частоте сигнала. Следовательно, при перестройке приемника прямого усиления с одной частоты на другую необходимо перестраивать вес селективные цепи радиотракта. При этом система на стройки РПУ оказывается конструктивно сложной и, следователь но, дорогой.

Поясним это с помощью рисунка 4. Предположим, что на входе РПУ действуют модулированные сигналы от четырех радиостанций, работающих на частотах f1, f2,, f3 и f4. Данный радиоприемник должен принять сигнал на частоте f2, для этого все резонансные цепи его радиотракта должны быть настроены на эту частоту. Только при идеально прямоугольной амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) радиотракта все составляющие спектра сигнала принимаемой радиостанции пройдут через радиотракта без искажений, а сигналы всех других радиостанций будут полностью подав лены. АЧХ реального радиотракта можно приблизить к идеальной только усложняя селективные цепи, например, используя фильтры из нескольких колебательных контуров.



Рисунок 4. Амплитудно-частотная характеристика радиотракта

Естественно, чем больше контуров необходимо перестраивать при приеме в диапазоне частот, тем сложнее система настройки РПУ. Таким образом, улучшение селективности приемника прямого усиления вызывает усложнение системы его настройки.

Другой недостаток приемника прямого усиления состоит в изменении основных параметров радиотракта при перестройке РПУ в диапазоне принимаемых частот. Предположим, что в качестве селективной цепи в радиотракте используется один колебательный контур, полоса пропускания которого по уровню 0.7 максимального усиления, как известно, равна П= f0 d, где f 0-- частота, на которую настроен контур; d -- его эквивалентное затухание. Обычно значение d слабо зависит от частоты и приближенно будем полагать его постоянным. При перестройке радиотракта с частоты f 0min на часто ту f 0mix полоса пропускания контура возрастает от минимальной Пmin= f0 mind до максимальной Пmax = f 0 max d. Обычно полоса пропускания выбирается равной ширине спектра принимаемого сигнала, при этом все составляющие спектра сигнала проходят через радио тракт, а сигналы соседних радиостанций максимально ослабляются. Если обеспечить требуемую полосу пропускания на частоте f0 min , то при перестройке приемника на частоту f 0 max полоса пропускания его радиотракта может во много раз превысить требуемую. При этом в расширившейся полосе пропускания могут действовать сильные помехи от соседних радиостанций, что приводит к ухудшению, а в некоторых случаях к срыву радиосвязи. Если выбрать значение d таким, чтобы требуемая полоса пропускания обеспечивалась на частоте f0 max , то при приеме сигналов на частоте f0 min полоса окажется уже требуемой и прием будет сопровождаться искажениями передаваемого сообщения.

Недостатком приемника прямого усиления является также трудность получения большого усиления в радиотракте. Обычно уровень сигнала на входе РПУ составляет 1--10 мкВ, для нормальной работы детектора необходимо напряжение сигнала около 1 В. При этом радиотракт должен иметь усиление по напряжению 105-106. Для чего в нем должно быть использовано много усилительных каскадов.

Супергетеродинный приемник. Основная особенность супергетеродинного приемника состоит в том, что в радиотракте помимо усиления сигнала происходит и преобразование частоты принятого радиоколебания. Структурная схема супергетеродинного приемника с однократным преобразованием частоты в радиотракте показана на рисунке 5. На преобразователь частоты (ПрЧ) подается два колебания: с частотой сигнала fс с выхода УРЧ (в некоторых приемниках УРЧ может отсутствовать) и с частотой fr от местного генератора (Г), называемого гетеродином.

Выходной ток iпp преобразователя частоты содержит помимо частотной составляющей fс ряд комбинационных составляющих с частотами \ft±kfT\, из которых используется только одна -- частота fпр, чаше всего fпр= fr - fc. Именно на эту частоту fпр настроены фильтр сосредоточенной селекции (ФСС) и селективные цепи уси лителя промежуточной частоты (УПЧ). Таким образом, на вы ходе фильтра сосредоточенной селекции преобразователя частоты образуется напряжение ипр с промежуточной частотой fпр=fr - fc (или fпр=fс - fr).



Рисунок 5. Структурная схема супергетеродинного приемника

При перестройке приемника одновременно с изменением часто ты настройки резонансных цепей входной цепи и УРЧ изменяется частота гетеродина fr так, что при любой частоте fc частота fпр=fr - fc остается постоянной. При этом тракт промежуточной частоты, состоящий из фильтра сосредоточенной селекции и усилителя промежуточной частоты, не перестраивается.

Диаграммы напряжений в различных точках радиотракта супергетеродинного приемника, выполненного по схеме рисунка 5, показаны на рисунке 6. Если на входе приемника действует амплитудно-модулированное колебание uвx с частотой несущей fпр то на входе преобразователя частоты напряжение uc отличается от uзк только по уровню. Напряжение на выходе фильтра сосредоточенной селекции после преобразования частоты имеет другую несущую частоту fпр однако закон модуляции входного напряжения при преобразовании не изменяется. Частота fпр может быть как больше, так и меньше частоты fс.

Преимущество супергетеродинного приемника по сравнению с приемником прямого усиления состоит в том, что, во-первых, существенно упрощается его система настройки, поскольку пере страиваются только селективные цепи входной цепи, УРЧ и гетеро дина. Во-вторых, в супергетеродинном приемнике можно обеспечить значительно лучшую фильтрацию сигнала от помех. Это объясняется следующими причинами. Результирующая АЧХ радиотракта приемника определяется в основном АЧХ селективных цепей тракта промежуточной частоты. Этот тракт не перестраивается, поэтому в нем можно использовать сложные резонансные цени с АЧХ, достаточно близкой к идеальной. В-третьих, при перестрой ке приемника основные показатели радиотракта практически не изменяются, так как они в основном определяются показателями тракта промежуточной частоты, настроенного на постоянную частоту fпр.

Рисунок 6. Диаграммы напряжений в различных точках радиотракта супергетеродинного приемника

В-четвертых, в супергетеродинном приемнике легче обеспечить большое усиление: обычно fпр < fс, а на более низ кой частоте паразитная обратная связь между выходом и входом усилителя проявляется слабее, что позволяет реализовать более высокое усиление без опасности самовозбуждения усилителя.

3. Качественные показатели радиоприемных устройств

Чувствительность. Чувствительностью называется способность приемника принимать слабые радиосигналы. Количественно чувствительность оценивается минимальной ЭДС в антенне ЕА или мощностью РА, при которой на выходе приемника сигнал воспроизводится с требуемым качеством. Под требуемым качеством обычно понимают либо обеспечение заданного уровня сигнала на выходе приемника при определенном отношении сигнал--помеха, либо обеспечение одного из вероятностных критериев приема сигнала.

Чувствительность зависит от усиления сигнала в приемнике. Действительно, чем больше напряжение сигнала на выходе приемника, тем легче обеспечить нужное качество приема. В свою очередь, уровень выходного сигнала зависит от усиления приемника.

Рисунок 7. Радиотракт приемника

Следовательно, чем больше усиления радиотракта, тем меньший уровень сигнала требуется на входе приемника и тем выше его чувствительность. Однако бесконечно увеличивать усиление в радиотракте нельзя, поэтому чувствительность ограниченна усилением.

На выходе приемника помимо сигнала действуют помехи. Если сигнал значительно превышает уровень помех, то он достаточно легко воспроизводится; однако если уровни сигнала и помехи соизмеримы, то сигнал может быть и не принят. При этом увеличение усиления радиотракта уже не приведет к улучшению чувствительности, поскольку будут одновременно усиливаться и сигнал, и по меха. В этом случае наименьший уровень сигнала, который может быть принят, определяется не усилением приемника, а уровнем помех. Следовательно, чувствительность ограничена помехами. По мехи в радиоприемнике бывают внешними и внутренними. Если даже предположить, что внешние помехи отсутствуют, то на выходе приемника всегда присутствуют внутренние помехи, определяемые в основном его флуктуационными шумами. Таким образом, предел чувствительности ограничивается внутренними шумами. Чувствительность, ограниченная внешними помехами, мало зависит от свойств приемника и фактически определяется уровнем внешних помех. Внутренние шумы зависят от свойств самого приемника, поэтому чувствительность, ограниченная внутренними шумами, является параметром собственно приемника.

Коэффициент шума. Источник сигнала с сопротивлением R, можно заменить эквивалентным генератором с внутренним сопротивлением Ra, создающим шумовую ЭДС , Эквивалентная схема шумящего усилителя с подключенным к его входу источником сигнала имеет вид, показанный на рисунке 8.

Рисунок 8. Эквивалентная схема шумящего усилителя с подключенным к его входу источником сигнала

Здесь определяется

.

Выделяемая на сопротивлении мощность шума

.

В случае согласования (при ) четырехполюснику отдается максимально возможная мощность шума, часто называемая номинальной мощностью шума

.

Шумовая температура. Шумовые свойства малошумящих. приемников я усилителей обычно оценивают с помощью шумовой температуры Тш. Шумовая температура показывает, насколько надо изменить температуру сопротивления источника сигнала А., подключенного к входу устройства, электрически идентичного рассматриваемому, но лишенного шума, чтобы получить на его выходе такую же мощность шума, которую даст сам усилитель.

Шумовая температура современных малошумящих усилителей равна нескольким градусам или десяткам градусов Кельвина. Поскольку радиоприемник состоит из ряда каскадов, определим коэффициент шума многокаскадного устройства.

Коэффициент шума многокаскадного устройства. Определим зависимость результирующего коэффициента шума Ш от коэффициентов шума отдельных усилительных каскадов.

Селективность. Это способность приемника отделять полезный сигнал от мешающих. Она основана на использовании отличительных признаков между полезным и мешающими сигналами: направления и времени действия; амплитуды, частоты и фазы. Первый признак используется при пространственной селективности, которая реализуется с помощью антенн с острой диаграммой направленности. Второй отличительный признак позволяет осуществить временную селективность, которая сводится к отпиранию приемника только на время действия полезного сигнала. Различие в амплитудах, частотах и фазах полезного и мешающих сигналов положено в основу соответственно амплитудной, частотной и фазовой селективности. Основное значение имеет частотная селективность, именуемая в дальнейшем просто селективностью. Это объясняется тем, что в радиовещании и в основных системах радиосвязи сигналы отличаются по частоте, и их разделение наиболее просто можно осуществить с помощью резонансных цепей и фильтров. Различают два вида селективности: односигнальную и реальную.

Односигнальная селективность определяется АЧХ фильтров радиотракта приемника без учета нелинейных явлений при действии на входе радиотракта только одного сигнала (либо полезного, либо мешающего). Количественно односигнальная селективность оценивается отношением уровня испытательного сигнала на частоте по мехи к его значению на частоте полезного сигнала при неизменной настройке и одинаковом выходном напряжении или отношением Sе, показывающим, во сколько раз усиление радиотракта или отдельного каскада приемника для полезного сигнала больше усиления для мешающего сигнала.

Реальная селективность. Прием обычно происходит в условиях, когда малый по уровню полезный сигнал принимается на фоне одной или нескольких значительных по уровню внеполосных помех. В этих условиях начинает проявляться нелинейность радиотракта приемника, приводящая к появлению ряда нелинейных эффектов, и АЧХ радиотракта уже не полностью характеризует его селективные свойства. Для оценки реальной селективности при приеме в нелинейной области двух или более входных сигналов используется многосигнальная селективность, характеризующая способность приемника выделять полезный сигнал в реальных условиях при одновременном действии полезного сигнала и помех.

Стабильность приемника. Это способность приемника обеспечивать прием полезного сигнала длительное время без ухудшения качества воспроизводимого сообщения и без каких-либо ручных регулировок. В реальных условиях качество воспроизводимого сообщения во времени меняется, что вызывает необходимость регулировки в РПУ усиления, частоты настройки, полосы пропускания и т. д. Особенно важную роль играет точность частоты настройки приемника на частоту принимаемого сигнала. Высокая стабильность и точность установки частоты - повышают достоверность принимаемого сообщения, облегчают быстрое нахождение канала связи в условиях сильной загруженности рабочего диапазона, что особенно важно при дистанционном управлении приемником.

Главной причиной частотной нестабильности является изменение частот гетеродинов, ведущее к изменению промежуточных частот, поэтому основное внимание при создании высококачественных РПУ направлено на обеспечение высокой стабильности гетеродинных частот, особенно в первых преобразователях частоты. Изменение частоты настройки может быть вызвано и нестабильностью параметров электрических цепей, которая приводит к появлению переменных фазовых сдвигов. Высокие требования к стабильности частоты настройки привели к созданию и применению в современных РПУ в качестве гетеродинов высокостабильных синтезаторов частот, стабильность которых, например в современных KB профессиональных РПУ, составляет 10-7-10-9.

Время настройки на принимаемую частоту имеет большое значение при работе РПУ в автоматизированных и адаптивных системах связи. Под временем настройки понимают интервал времени между сигналом к настройке и моментом полной готовности приемника к приему сигнала требуемой частоты в эксплуатационном режиме. Время настройки во многом определяет систему настройки приемника.

Диапазон рабочих частот или длин волн приемника, определяющий область частот, на которые он может быть настроен, зависит от его назначения. Как уже отмечалось в § 1.3, вещательные прием ники работают в диапазонах ДВ (150--285 кГц), СВ (525-- 1605 кГц), KB (2,3--26,1 МГц), УКВ-волн (87,5--108 МГц); профессиональные РПУ -- в диапазоне ВЧ (3--30 МГц), радиолокационные -- в диапазоне 100--10 000 МГц и т.д. В ряде случаев диапазон разбивается на поддиапазоны. В пределах диапазона или поддиапазона настройка может осуществляться либо плавно, либо фиксировано с определенным шагом. Коэффициент перекрытия диапазона

,

где , - граничные частоты диапазона.

Динамический диапазон приемника -- это диапазон амплитуд входного сигнала, при которых обеспечивается требуемое качество воспроизведения принятого сообщения. Нижняя граница динамического диапазона определяется чувствительностью приемника, верхняя -- допустимыми искажениями сигнала. Качество воспроизведения принятого сообщения определяется линейными и нелинейными искажениями в каскадах приемника, допустимые значения которых зависят от назначения РПУ. Так, для вещательных и радиотелефонных АМ-приемников определяющими являются частотные и нелинейные искажения огибающей высокочастотного сиг нала, а для телевизионных и радиолокационных -- фазовые искажения. Частотные искажения в АМ-приемниках обычно оценивают по кривой верности, представляющей зависимость напряжения на выходе приемника (или звукового давления вблизи акустического излучателя) от частоты модуляции сигнала.

Помехоустойчивость позволяет оценить свойства приемника в целом с учетом его линейных и нелинейных частей. В общем виде под помехоустойчивостью понимают способность приемника обеспечивать нужное качество приема при действии различных видов помех.

Более полную оценку помехоустойчивости РПУ дает вероятностный критерий. Tax, помехоустойчивость РПУ дискретных сообщений оценивается с помощью вероятности ошибки приема радио телеграфных сигналов при действии различных видов помех. Количественно помехоустойчивость определяется отношением сигнала к помехе на входе РПУ, при котором сообщение принимается с заданной вероятностью ошибки.

Стоимость и экономичность. Реализовать РПУ, отвечающее заданным техническим показателям, можно с помощью различных технических средств. Предпочтение следует отдать варианту РПУ, который при обязательном обеспечении требуемых показателей качества является более экономичным в эксплуатации и обладает наименьшей стоимостью.

4. Инструкция для пользователя

Радиоприемное устройство представляет собой законченную систему, предназначенную для приема радиостанций в диапазоне от 60 МГц до 110 МГц. На переднюю панель вынесен регулятор громкости, клавиша включения/выключения BASS, клавиатура для набора частоты и ЖК-дисплей. При включении питания на дисплее высвечивается надпись «Добро пожаловать в мир музыки». Эта подпись держится 5 секунд и далее дисплей переходит в обычный режим работы, при этом на дисплее отображается уровень громкости, принимаемая частота и производится индикация частотных составляющих по 5 частотам.

При включении функции BASS это индуцируется в верхнем левом углу. Громкость воспроизводимого сигнала указывается в условных единицах. Вид дисплея в рабочем режиме показан на рисунке 9.



Рисунок 9. Вид дисплея в рабочем режиме

Частотные составляющие отображаются по частотам 100 Гц, 400 Гц, 1 кГц, 5 кГц, 16 кГц.

Регулятор громкости представляет собой 2 клавиши:

- шаг по громкости в сторону увеличения;

- шаг по громкости в сторону уменьшения.

Предел отображения громкости - 100 единиц. При достижении минимальной или максимальной громкости данные клавиши не воспринимаются. Частота в системе настраивается двумя способами:

1) Набор конкретной частоты при помощи клавиш -, , .

Порядок набора следующий. При нажатии любой символьной клавиши принимаемая частота в соответствующем поле индикатора исчезает и отображаются новые цифры.

Если количество набираемых цифр больше трех, то клавиатура далее не воспринимается, кроме клавиши . Если количество клавиш в дробной части больше двух, то клавиатура далее не воспринимается, воспроизведение набранной станции начинается только тогда, когда нажимается клавиша . Ввод цифр осуществляется справа. Если между нажатиями клавиш прошло более 5 секунд то данный набор сбрасывается полностью и продолжает воспроизводится прежняя станция. Если введенная частота не корректна (выходит из диапазона приема), то об этом сообщается пользователю и продолжает приниматься прежняя частота.

2) При помощи клавиш - сдвиг частоты на 0,1 МГц вправо, - сдвиг частоты на 0,1 МГц влево. При достижении крайних значений диапазона данные клавиши не воспринимаются. На рисунке 10 показан внешний вид передней панели.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 - тумблер «сеть»

2 - клавиатура набора частоты

3 - клавиатура смены громкости

4 - дисплей

5 - клавиша «BASS»

6 - клавиатура смены частоты

Рисунок 10. Внешний вид РПУ

5. Краткая функционально-логическая характеристика процессора

Микроконтроллер АТ90S2313 экономичный AVR RISC CMOS-микроконтроллер. За счет выполнения большинства инструкций за один такт, достигается высокая производительность. Микроконтроллер выпускается по технологии высокоплотной энергонезависимой памяти компании ATMEL. Flash-память можно перепрограммировать внутрисистемно. Сочетание RISC-ядра с Flash-памятью в одном кристалле делает АТ90S2313 мощным инструментом для эффективного решения задач встраиваемого управления.

Отличительные особенности:

- высокопроизводительный, маломощный 8-разрядный AVR-микроконтроллер

- развитая RISC-архитектура:

- 118 мощных инструкций, большинство из которых выполняются за один машинный цикл

- 32 8-разрядных регистров общего назначения

- полностью статическая работа

- производительность до 10 млн. операций в секунду при тактовой частоте 10 МГц

- встроенное умножающее устройство выполняет умножение за 2 машинных цикла

- энергонезависимая память программ и данных:

- 2 Кбайт внутрисистемно перепрограммируемой Flash-памяти

- 128 Кбайт EEPROM

- 128 байт статического ОЗУ

- до 4 Кбайт пространства внешней памяти

- поддержка чтения во время записи

- максимальная частота:

- 8 МГц при питании 2.7 В

- 10 МГц при питании 4.5 В

- 15 программируемых линий ввода/вывода

- напряжение питания: 2.7-5.5 В.

Порт B(PB0 - PB7) - 8-разр. порт двунаправленного ввода-вывода с внутренними подтягивающими к плюсу резисторами (выбираются раздельно для каждого разряда). Выходные буферы порта B имеют симметричную выходную характеристику с одинаковыми втекающим и вытекающим токами. При вводе, линии порта B будут действовать как источник тока, если внешне действует низкий уровень и включены подтягивающие резисторы. Выводы порта B находятся в третьем (высокоимпедансном) состоянии при выполнении условия сброса, даже если синхронизация не запущена. Порт B также выполняет некоторые специальные функции АТ90S2313 : внутренний компаратор напряжения, , интерфейс SPI, выход совпадения таймер-счетчика.

Порт D (PD0 - PD6) - 7-разр. порт двунаправленного ввода-вывода с внутренними подтягивающими к плюсу резисторами (выбираются раздельно для каждого разряда). Выходные буферы порта D имеют симметричную выходную характеристику с одинаковыми втекающим и вытекающим токами. При вводе, линии порта D будут действовать как источник тока, если внешне действует низкий уровень и включены подтягивающие резисторы. Выводы порта D находятся в третьем (высокоимпедансном) состоянии при выполнении условия сброса, даже если синхронизация не запущена. Порт D также выполняет некоторые специальные функции АТ90S2313: интерфейс UART, входы запросов прерывания, таймер-счетчики, вход захвата таймер-счетчика.

Gnd - общий провод.

Vcc - напряжение питания.

6. Структурная схема системы

На основании постановки задачи спроектируем структурную схему устройства, которое состоит из блоков:

БМК - блок микроконтроллера;

РПТ - радиоприемный тракт;

СУРПТ - схема управления радиоприемным трактом;

АПЧГ - автоподстройка частоты гетеродина;

УВВ - устройство ввода/вывода;

Кл - клавиатура;

Д - дисплей.

Структурная схема РПУ представлена на рисунке 2.3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 11. Структурная схема РПУ

7. Функциональная схема системы

На основании структурной схемы спроектируем функциональную схему устройства, которая представлена на рисунке 12.

РПТ - радиоприемный тракт;

КГ - контур гетеродина;

СНЧ - схема настройки частоты;

УНЧ - усилитель нижней частоты;

- перемножитель;

У - сумматор;

ФНЧ - фильтр нижней частоты;

К - контакт;

ПФ1чПФ5 - полосовые фильтры;

ЭК - электронный коммутатор;

ПД - пиковый детектор;

ЧД - частотный детектор;

LCD - ЖК-дисплей;

БФк - буфер клавиатуры;

A/D - АЦП;

D/A - ЦАП;

РГ - регистр;

AVR - микроконтроллер;

СНС - схема начального сброса.

Схема работает следующим образом.

Входной сигнал с помощью радиоприемного тракта преобразуется в демодулированный сигнал низкой частоты. Настройка радиоприемного тракта происходит при помощи схемы настройки, которая влияет на параметры контура гетеродина. Контроль за колебаниями гетеродина осуществляется при помощи частотного детектора, который преобразует колебания в эквивалентное напряжение. Далее это напряжение изменяется при помощи АЦП. К АЦП также подключаются и полосовые фильтры, которые выделяют соответствующие гармоники низкочастотного сигнала. Подключение соответствующего устройства к АЦП осуществляется при помощи электронного коммутатора. Пиковый детектор после электронного коммутатора фиксирует амплитуду изменяемого сигнала, тем самым улучшает точность оцифровки, регулирования громкостью происходит при помощи перемножителя функций. BASS обеспечивается тем, что к сигналу низкой частоты добавляется этот же сигнал пройденный через фильтр низкой частоты. Таким образом, низкочастотные гармоники увеличиваются по мощности. Добавление сигнала происходит при помощи сумматора. Основное усиление сигнала происходит при помощи усилителя низкой частоты. Управляющие сигналы принимаются с АЦП. Клавиатура представляет собой линейную систему, которая обслуживается при помощи соответствующих буферных элементов. Детектор играет вспомогательную роль.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 12. Функциональная схема

8. Элементы принципиальной схемы

Схема тактирования и начального сброса микроконтроллера. Микроконтроллер работает на тактовой частоте 10 МГц. Схема подключения кварцевого резонатора показана на рисунке 13.

Рисунок 13. Схема подключения кварцевого резонатора

В качестве кварцевого резонатора выберем UM1-10 МГц. Рекомендованная производителем, емкость конденсаторов вирируется от 12 до 22 пФ. В качестве конденсаторов выберем К10-9-15 В-20 пФ 10 %.

Схема начального сброса, предназначена для формирования импульса логического нуля длительностью 70 мс на входе . Схема представлена на рисунке 14.

Рисунок 14. Схема начального сброса

Конденсатор заряжается по закону:

.

Приняв напряжение питания В, а также порог срабатывания В, то при получим:

.

Прологарифмировав, данное выражение получим:

.

Зададим емкость конденсатора мкФ. Тогда:

,

Ом.

Мощность, рассеиваемая на резисторе:

,

 Вт.

Из стандартного ряда выбираем сопротивление 11 кОм и ему соответствующий резистор МЛТ 0,125 - 11 кОм ± 5 %.

Диод в схеме служит для быстрого разряда конденсатора при выключении питания. Учтя, что сопротивление блока питания Ом, то при обратном смещении он должен выдерживать без пробоя напряжение В, а при прямом смещении ток равный:

,

А.

Таким параметрам соответствует диод КД203А.

Драйвер-контроллер ЖКИ-дисплея. Микросхема драйвера-контроллера HD44780U предназначена для использования в символьных ЖК-дисплеях. Архитектура драйвера HD44780 разработана в конце 70-х годов и фактически определила стандарт интерфейса для модулей символьных ЖКИ.

Основные характеристики драйвера:

- число строчных выводов - 16;

- число столбцовых выводов - 40;

- диапазон питающих напряжений для логики 2,7 - 5,5 В.;

- диапазон питающих напряжений для выходных формирователей 3 - 11 В.;

- поддержка форматов знаков 5 х.8 и 5 х 10;

- встроенный генератор;

- 8- или 4-разрядная шина данных с микроконтроллером;

- максимальная частота обмена по шине данных - 2 МГц;

- объем дисплейного ОЗУ 80 х 8 (80 символов);

- встроенный фиксированный знакогенератор на 9920 битов;

- 208 фонтов форматом 5 х8;

- 32 фонта форматом 5х10;

- пользовательский загружаемый знакогенератор 64 х 8;

- программируемый мультиплекс 1:8, 1:11, 1:16;

- набор дисплейных функций.

Этот драйвер используется практически во всех символьных ЖКИ, начиная от формата 1 строка на 8 символов и кончая форматом 4 строки по 40 символов. Структура драйвера-контроллера достаточно проста. Функционирование драйвера понятно из его структуры. Драйвер содержит:

- интерфейс сопряжения с шиной, микропроцессора (8- или 4- разрядный);

- регистр команд;

- регистр данных;

- дисплейное ОЗУ 80 х 8 битов;

- дешифратор команд;

- адресный счетчик;

- ПЗУ знакогенератора;

- генератор (внешняя RC-цепочка) и формирователь сетки синхросигналов;

- формирователь флага «занято»;

- 40-разрядный регистр столбцов;

- параллельно-последовательный преобразователь 5-разрядного кода с выхо да ПЗУ знакогенератора в 40 разрядный код столбцов;

- формирователи строчных напряжений на 16 выходов;

- формирователи столбцовых напряжений на 40 выходов;

- управление сменой полярности напряжений.

Драйвер HD44780 имеет встроенный тактовый RC-генератор. Номинальная частота генератора составляет около 275 КГц. Все диаграммы контроллера-драй вера привязаны к сетке этой частоты. Выборка одной строки составляет 400 тактов. Кадровая развертка при регенерации 8 графических строк (одна символьная строка) составит:

275 000 /(400 х 8) = 85 Гц.

Архитектура драйвера обеспечивает каскадирование и согласованную работу со схемами расширения по столбцам. У микросхемы имеется 16 строчных и 40 столбцовых выходов, каждое знакоместо имеет формат 8х5 точек.

ЖКИ-индикаторы позволяют выводить очень специфичные сообщения, делая интерфейс с пользователем более дружественным. ЖКИ также весьма полезны для вывода сообщений о состоянии устройства и другой необходимой информации в процессе отладки приложения.

Большинство алфавитно-цифровых ЖКИ используют для управления контроллер Hitachi 44780 и реализуют общий интерфейс подключения. Благодаря этим обстоятельствам ЖКИ, обеспечивающие вывод от 8 до 80 символов (организованных в виде 2 строк по 40 символов или 4 строк по 20 символов), являются полностью взаимозаменяемыми, так как их применение не требует какого-либо изменения программного обеспечения или аппаратных средств.

Чаще всего ЖКИ, использующие контроллер Hitachi 44780, имеют 14-выводные разъемы с шагом 2,54 мм. Выводы ЖКИ имеют следующее назначение:

Вывод 1 - «Земля».

Вывод 2 - Напряжение питания Vcc.

Вывод 3 - Вход регулировки контрастности изображения.

Вывод 4 - Сигнал выбора регистра данных или команд (R/S).

Вывод 5 - Сигнал выбора режима «чтение/запись» (R/W).

Вывод 6 - Синхросигнал Е.

Выводы 7-14 - Линии передачи данных.

Из данного описания видно, что интерфейс микроконтроллера с ЖКИ представляет собой параллельную шину, которая позволяет просто и быстро осуществлять чтение и запись данных в ЖКИ. Временные диаграммы сигналов, представленные на рисунке 15, иллюстрируют процесс выдачи байта, содержащего ASCII-код символа, на экран ЖКИ. ASCII-код содержит 8 бит, которые посылаются в ЖКИ по четыре или по восемь бит за один цикл обмена. Если используется 4-битный режим обмена, то полный 8-битный код символа передается в виде двух 4-битных «нибблов» (полубайтов): сначала 4 старших бита, затем 4 младших. Каждая посылка сопровождается синхросигналом Е, который инициирует прием данных в ЖКИ.

Рисунок 15. Временные диаграммы сигналов при выводе символа на ЖКИ

Передача 4 или 8 бит данных - это два основных режима параллельного обмена. Рассмотрим некоторые соображения по поводу выбора того или иного режима. Восьмибитный режим передачи целесообразно использовать, когда требуется высокая скорость обмена и есть не менее 10 доступных линий для ввода-вывода данных. Четырехбитный режим передачи требует, как минимум, 6 линий ввода-вывода. Чтобы подсоединить микроконтроллер к ЖКИ при четырехбитном режиме используются только 4 старших разряда линии данных DB7-4, которые представлены на рисунке 16.

Дальнейшее сокращение числа требуемых линий ввода-вывода может быть обеспечено путем использования сдвигового регистра: в этом случае потребуется всего 3 линии (рисунок 16). В качестве сдвигового регистра обычно используется микросхема 74х174 (где «х» - или НС, или LS). Восьмибитный режим также можно реализовать с помощью сдвигового регистра, но требуется передавать девятый бит, который используется, чтобы обеспечить выдачу сигнала R/S. Бит R/S указывает, какая информация передается - команда или данные. Если этот бит установлен в 1, то передаются данные, которые могут быть считаны или записаны в текущей позиции ЖКИ, определяемой положением курсора. Когда бит сброшен в 0, то при записи в ЖКИ передается команда, при чтении - считывается состояние ЖКИ после выполнения последней команды.

Рисунок 16. Подключение ЖКИ к микроконтроллеру при четырехбитном режиме передачи

Набор символов, которые выводится ЖКИ под управлением контроллера 44780, в основном аналогичен символам, представляемым в ASCII-коде. Некоторые символы ЖКИ не совпадают с ASCII: самое важное отличие - это отсутствие символа «\», который имеет ASCII-код 0х05 В. Управляющие ASCII-коды с 0х008 по 0х01F не воспринимаются ЖКИ как символы управления и могут отображаться как японские иероглифы. Имеется восемь программируемых символов, которые выводятся с помощью кодов с 0х000 по 0х007. Эти символы программируются с помощью команд, которые устанавливающих курсор ЖКИ на область памяти генератора символов («CGRAM») и задают восемь значений адреса для построчной записи изображения символа. Следующие восемь байтов, записанные в память, представляют собой изображение каждой строки Программируемого символа, начиная сверху.

Регулятор громкости. Регулятор громкости строиться на микросхеме перемножителя. Многие микросхемы прецизионных аналоговых умножителей строятся на основе дифференциальных каскадов с регулировкой токов. Основой этих микросхем является узел умножения на основе преобразователь напряжения в ток, состоящий из нескольких согласованных дифференциальных каскадов, включённых таким образом, что их температурные дрейфы и нелинейности взаимно компенсируются. Умножительный элемент часто называют схемой Гилберта по имени одного из создателей. На рисунке 2.9 представлена структура умножителей MPY-100.

Рисунок 17. Структура умножителей MPY-100

На рисунке 18 представлена схема включения аналогового умножителя типа MPY-100.



Рисунок 18. Схема включения аналогового умножителя MPY-100

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Микросхема DAC0854BIN (National Semiconductor, RS853-315) - это четырёхканальный двенадцатиразрядный цифро-аналоговый преобразователь с последовательным интерфейсом ввода/вывода, представленный на рисунке 19 и 20.

Напряжение источника питания +5 В, ток потребления 14 мА. Шесть цифровых линий ввода/вывода (AU, CLK, CS, INT, D1, D0) управляют всеми операциями преобразователя. DAC0854 содержит четыре ЦАП, для каждого из которых имеется вход опорного напряжения (Vref) и выход аналогового напряжения (Vout). В микросхеме есть два входа для подачи напряжения смещения (Vbias1 и Vbias2) и вход для подключения источника питания (AVcc). Встроенный источник опорного напряжения формирует напряжение 2,65 В (выход Vrefout).

Микросхема DAC0854 способна работать в двух режимах: записи и чтения. В первом случае 12 бит цифровых данных заносятся в ЦАП и преобразовываются в аналоговое напряжение; во втором - данные, записанные в ЦАП, считываются обратно. Запись или чтение могут выполняться одним или всеми ЦАП сразу. Режим устанавливается с помощью управляющего слова, которое помещается в регистр управления.

Управляющее слово - это последовательность битов, которая заносится в DAC0854 через вход данных.

Рисунок 19. Назначение выводов DAC0854

Рисунок 20., Назначение внутренняя блок-схема ЦАП DAC0854

В таблице 1. приведём функции битов управляющего слова.

Таблица 1. Функции битов управляющего слова для ЦАП

Бит	Значение
Бит 1 (стартовый бит)	Всегда 1
Бит 2 (режим чтения/записи)	0 = RD/WR - режим записи 1 = RD/WR - режим чтения
Бит 3 (глобальная операция)	0 = доступ к одному ЦАП 1 = доступ ко всем ЦАП
Бит 4 (управление обновлением)	0 = нет обновления 1 = обновление аналогового выхода
Бит 5 (адрес)	А1 - выбор каналов ЦАП
Бит 6 (адрес)	А0 - выбор каналов ЦАП

При доступе к одному каналу ЦАП входы А0 и А1 указывают один из четырёх каналов. Если выбрана глобальная операция (бит 3=1), биты 5 и 6 пропускаются (управляющее слово в таком случае состоит только из 4-х битов). Если бит управления обновлением равен 1, то входные цифровые данные преобразовываются в аналоговое напряжение по отрицательному фронту импульса CS. При этом на входе AU (асинхронное обновление) должен быть высокий уровень. Все операции начинаются по отрицательному фронту на входе CS. Биты управляющего слова поступают на вход D1. Каждый бит передаётся в ЦАП по положительному фронту тактового импульса. На рисунке 21 представим временные диаграммы режима записи.

Диапазон выходного напряжения цифро-аналогового преобразователя может быть различным. Если в качестве опорного напряжения используется внутренний источник на 2,65 В, а для получения напряжения смещения на входе Vbias применяется схема делителя напряжения, то диапазон напряжений составит 0 - 2,81 В.



Рисунок 21. Временные диаграммы режима записи

На рисунке 22 представлена схема подключения ЦАП DAC0854 к плате параллельного порта.

Рисунок 22. Схема подключения ЦАП DAC0854 к плате параллельного порта

Соотношение между выходным напряжением (Vout) и входными цифровыми данными выражается следующей формулой:

Vout=2,500 ,

где значение DATA представлено в десятичном формате.

Аналого-цифровой преобразователь. Микросхема TLC548CP/TLC549CP (Texas Instruments, RS200-6757) - это восьмиразрядный АЦП последовательного приближения (рисунок 23).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 23. Назначение выводов и внутренняя блок-схема микросхемы TLC548

Он снабжен встроенной схемой выборки и хранения, тактовым генератором на 4 МГц и последовательным интерфейсом ввода/вывода. Они взаимозаменяемы и аппаратно совместимы с АЦП TLC1540, который имеет точность 10 разрядов.

Отрицательный фронт последнего (восьмого)тактового импульса завершает процесс выборки и инициирует процесс хранения, который длится в течении четырех внутренних тактовых импульсов, после чего за последующие 32 тактовых импульса происходит преобразование. Полный процесс трансформации занимает 36 внутренних тактовых импульсов. Во время этого процесса вход должен иметь высокий уровень или тактовый вход должен оставаться в нулевом состоянии по крайней мере на протяжении 36 внутренних тактов. В принципе во время операций преобразования допускается удерживание входа на низком уровне, но в этом случае необходимо предпринять специальные меры для предотвращения шума на тактовом входе, поскольку шум может вызвать потерю синхронизацию между устройством и внешней схемой сопряжения. Если на вход подан высокий уровень, его следует удерживать до конца преобразования. Один отрицательный фронт по этому входу способен сбросить микросхему и прервать незавершенный цикл преобразования.

Схема, иллюстрирующая работу АЦП TLC548 совместно с экспериментальной платой параллельного порта, приведена на рисунке 24. Опорное напряжение 2,5 В подается на ЦАП от источника опорного напряжения TLE2425. Тактирующий вход и вход соединены с контактами C1 и C2 на экспериментальной плате. Преобразованные данные подаются на контакт S1.

Выходы Vcc (контакт 8) и (контакт 4) соединены с положительным и отрицательным проводами источника питания. Напряжения питания может изменятся от 3 до 6 В, потребляемый ток равен 1,9 мА. На входы REF+ и REF- (контакты 1и 3) подается опорное напряжение. Входы REF- и GND часто соединяются.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 24. Временные диаграммы АЦП TLK 548/549

Последовательный интерфейс состоит из двух ТГЛ совместимых входных линий, входа тактового сигнала (контакт 7), входа выбора микросхемы ( контакт 5) и линии вывода данных (контакт6), которая имеет три состояния (рисунок 24).

Если на вход выбора микросхемы подан сигнал высокого уровня, то линия вывода данных имеет высокое сопротивление и тактовый вход закрывается. При подачи на вход низкого уровня начинается цикл преобразования, а старший разряд предыдущего преобразования (DB7)автоматически появляется на выходе (контакт 6).

Отрицательные фронты первых четырех тактовых импульсов последовательно загружают разряды (DB6, DB5, DB4 и DB3)предыдущего преобразования на выход данных. Встроенная схема выборки и хранения начинает дискретизацию после четырех отрицательных фронтов тактовых импульсов. При прохождении еще трех отрицательных фронтов тактовых импульсов на выходе микросхемы последовательно появляются оставшиеся разряды (DB2, DB1 и DB0) предыдущего преобразования.

...