Nome...Nota... N.o da Lista

Transcrição

1 FEI NE 7720/772 - Prova P3 Sistemas Digitais II - 12/12/07 Turma A Tempo 80min - Sem consulta Permitido o uso de calculadora científica Interpretação faz parte da prova. Nome...Nota... N.o N.o da Lista 1.a Questão : (Valor 2,0) O sistema a seguir, gerou na saída do operacional sequencialmente as seguintes tensões -1,25V, - 4,375V, -2,5V, -6,875V, 0V, -8,125V e -5,625V. Pede-se : a) Os estados percorridos pelo contador. b) Tabela de estados para a implementação da lógica do estado futuro do contador para a malha do item a) somente tabela de estados, indicando a ligação de CTEN e LOAD na sua lógica implementada. LOAD CTEN D/U CK Função L X X X Carga Assíncrona H L L Contagem crescente H L H Contagem decrescente H H X X Sem mudança a) A equação de saída do operacional será V OUT = - V NL1 /8. B = - 5/8. B => - 0,625 ; B (B = ). Para B = 1 resolução K = - 0,625V. Os estados percorridos serão : b) Q D Q C Q B Q A LOAD Q D Q C Q B Q A X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

2 2.a Questão : (Valor 2,0) Um sistema de aquisição de dados amostrados está sendo usado para digitalizar um sinal de áudio. Suponha que a freqüência de amostragem F S seja igual a 50 vezes a freqüência mínima e o desvio máximo do sinal lido é de ±5mV. Especificar um ADC conveniente entre rampa digital e aproximação sucessiva para o processo de digitalização, sabendo-se que : a freqüência disponível para o ADC vem de um oscilador de 1MHz. O sinal é descrito pela equação v(t) = 5,0 sen(2π1000t). a seguir, pede-se : a) O tipo de ADC utilizado no processo de aquisição. b) O número de bits do ADC. Solução : a) F AUDIO = 1KHz sendo F S 2 f AUDIO => F S MINIMO = Hz = 2KHz => F S AMOSTRAGEM = 50. F SMINIMO = 100KHz. T C = 10µs. K = ±5mV => n = 10bits (solução 1). Como f ADC = 1MHz => T ADC = 1µs. O tempo para conversão é de 10µs por ponto. Para 10 bits o escolhido devese ter ADC de aproximação sucessivas, cujo T CONVERSÃO = 10µs. b) n = 10bits ( poderia ser 9 bits como solução).

3 3.a Questão : (Valor 3,0) Para associação a seguir, estado inicial 0, pede-se : a) Os estados percorridos Q C = MSB. b) A freqüência de saída em Q C. b) A freqüencia de saída Q C = F/4. *Outra solução pois existe uma disputa crítica entre a comutação do 3.o F/F e o 2.o F/F, temos : , onde se repete, daí f C F ENTRADA /2.

4 4.a Questão : (Valor 3,0) Construir uma F.S.M o qual converta a codificação de comunicação de dados NRZ em NRZI. X = Entrada e Y = Saída. Pede-se : a) Diagrama de estados pelo modelo de Moore. b) As equações de estado e saída. c) Implementação usando memória ROM, mapa de endereços e conteúdo em hex e adotar designação de estados. A interpretação faz parte da prova. NRZ: nonreturn-to-zero; 0 - Responde como o bit de entrada; 1 - Responde com uma transição do sinal de entrada NRZI: nonreturn-to-zero-inverted 0 Responde igual ao bit anterior; 1 Responde com o complemento do bit anterior a) Diagrama de estados Moore. S 0 = 0 e S 1 = 1. 1 BIT Q 0 S 0 /Y X b) Equações de estados S 0 = S 1. X + S 0. X. S 1 = S 0. X + S 1. X. Y = S 1 X S 1 /Y X c) ROM Q 0 X Q 0 Y End Cont A 1 A 0 B 1 B 0 A B x F.S.M A 0 B 0 ROM A 1 B 1 y C = 4 x 2 Q 0 D 0 CLK

5 FEI NE 7720/772 - Prova P3 Sistemas Digitais II - 12/12/2007 Turma B Tempo 80min - Sem consulta Permitido o uso de calculadora científica Interpretação faz parte da prova. Nome...Nota... N.o N.o da Seq. 1.a Questão : (Valor 3,0) Construir uma F.S.M o qual converta a codificação de comunicação de dados NRZ em NRZI. X = Entrada e Y = Saída. Pede-se : a) Diagrama de estados pelo modelo de Moore. b) As equações de estado e saída. c) Implementação usando memória ROM, mapa de endereços e conteúdo em hex e adotar designação de estados. A interpretação faz parte da prova. NRZ: nonreturn-to-zero; 0 - Responde como o bit de entrada; 1 - Responde com uma transição do sinal de entrada NRZI: nonreturn-to-zero-inverted 0 Responde igual ao bit anterior; 1 Responde com o complemento do bit anterior a) Diagrama de estados Moore. S 0 = 0 e S 1 = 1. 1 BIT Q 0 S 0 /Y X b) Equações de estados S 0 = S 1. X + S 0. X. S 1 = S 0. X + S 1. X. Y = S 1 X S 1 /Y X x F.S.M A 0 B 0 ROM y A 1 B 1 c) ROM Q 0 X Q 0 Y End Cont A 1 A 0 B 1 B 0 A B C = 4 x 2 Q 0 CLK D 0

6 2.a Questão : (Valor 2,0) O sistema a seguir, gerou na saída do operacional sequencialmente as seguintes tensões - 4,375V, -1,25V, -2,5V, -6,875V, 0V, -8,125V e -5,625V. Pede-se : a) Os estados percorridos pelo contador. b) Tabela de estados para a implementação da lógica do estado futuro do contador para a malha do item a) somente tabela de estados, indicando a ligação de CTEN e LOAD na sua lógica implementada. LOAD CTEN D/U CK Função L X X X Carga Assíncrona H L L Contagem crescente H L H Contagem decrescente H H X X Sem mudança a) A equação de saída do operacional será V OUT = - V NL1 /8. B = - 5/8. B => - 0,625 ; B (B = ). Para B = 1 resolução K = - 0,625V. Os estados percorridos serão : b) Tabela de estados. Q D Q C Q B Q A LOAD Q D Q C Q B Q A X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

7 3.a Questão : (Valor 2,0) Um sistema de aquisição de dados amostrados está sendo usado para digitalizar um sinal de áudio. Suponha que a freqüência de amostragem F S seja igual a 100 vezes a freqüência mínima e o desvio máximo do sinal lido é de ±5mV. Especificar um ADC conveniente entre rampa digital e aproximação sucessiva para o processo de digitalização, sabendo-se que : a freqüência disponível para o ADC vem de um oscilador de 1MHz. O sinal é descrito pela equação v(t) = 5,0 sen(2π500t). a seguir, pede-se : a) O tipo de ADC utilizado no processo de aquisição. b) O número de bits do ADC. Solução : a) F AUDIO = 1KHz sendo F S 2 f AUDIO => F S MINIMO = Hz = 1KHz => F S AMOSTRAGEM = 100.F SMINIMO = 100KHz. T C = 10µs. K = ±5mV => n = 10bits (solução 1). Como f ADC = 1MHz => T ADC = 1µs. O tempo para conversão é de 10µs por ponto. Para 10 bits o escolhido devese ter ADC de aproximação sucessivas, cujo T CONVERSÃO = 10µs. b) n = 10bits ( poderia ser 9 bits como solução).

8 4.a Questão : (Valor 3,0) Para associação a seguir, estado inicial 0, pede-se : a) Os estados percorridos Q C = MSB. b) A freqüência de saída em Q C. b) A freqüencia de saída Q C = F/4. *Outra solução pois existe uma disputa crítica entre a comutação do 3.o F/F e o 2.o F/F, temos : , onde se repete, daí f C F ENTRADA /2.