Квантование (формирование) сигнала

В логических схемах цифровых приборов информационные сигналы проходят последовательно по длинной цепочке ЛЭ.

Для нормального функционирования логических схем необходимо, чтобы сигнал, проходя через каждый ЛЭ, имел некоторые стандартные амплитудные и временные параметры (амплитуду, длительность фронтов) и существенно не изменял их.

Для этого требуется, чтобы ЛЭ обладал определенными формирующими свойствами. Наиболее полно формирующие свойства ЛЭ определяются амплитудной передаточной характеристикой Uвых = f(Uвх) (Рис.2.6.).

Рис.2.6. Амплитудная передаточная характеристика неинвертирующего ЛЭ

Рассмотрим процесс квантования сигнала на примере цепочки неинвертирующих ЛЭ (Рис.2.6). Точка А соответствует нижнему уровню сигнала «0», а точка В – верхнему уровню сигнала «1». Точка К разграничивает две области сигналов: с амплитудой Uвх меньше порога квантования и с амплитудой Uвх больше Uкв.

Сигналы с амплитудой Uвх < Uкв асимптотически стремятся к нижнему уровню (точка А), а сигналы с амплитудой Uвх > Uкв – к верхнему уровню (точка В) (Рис.2.7.).

а) - цепочка логических элементов
б) - квантование сигнала «0» (Uвх < Uкв)	в) - квантование сигнала «0» (Uвх > Uкв)
Рис.2.7. Квантование сигналов «0» и «1» в цепочке ЛЭ

Соответственно сигналы с амплитудой меньше Uкв затухают, а сигналы с амплитудой больше Uкв усиливаются в цепочке логических элементов до стандартного сигнала.

Т.о. при распространении по цепочке ЛЭ входной сигнал с амплитудой ниже или выше порога квантования Uкв асимптотически приближается к одному из уровней двоичного сигнала («0» или «1»), т.е. квантуется.

При проектировании логических схем цифровых приборов важно обеспечить минимальный разброс амплитудных передаточных характеристик ЛЭ при изменении окружающей температуры и напряжений питания, чтобы избежать появления в них сигналов нестандартной формы и сбоем.

Разброс амплитудных передаточных характеристик ЛЭ однозначно определяет зоны отображения уровней сигналов «0» и «1» и допустимый уровень помех в логических цепях.