ВСТУП

Більшість сучасних технічних досягнень в тій чи іншій мірі зв’язані з бурхливим розвитком цифрових технологій і комп’ютерної техніки.

Цифрова і комп’ютерна схемотехніка втручається зараз в такі галузі які раніше були повністю аналоговими,наприклад телебачення або телефонія, і

Домінує там з кожним раком все більше.

Комп’ютерна схемотехніка –це технічний напрямок зв’язаний з розробкою, виготовленням, відлагоджуванням, обслуговуванням цифрових комп'ютерних, комп’ютеризованих та інтегрованих систем.

Ці завдання необхідні фахівцям, зв'язаним з інтенсивним використанням комп’ютерної техніки, автоматизованих систем обробки даних і керування, спеціалістам з електроніки і радіотехніки, цифрових автоматів і робототех­ніки.

Знання комп'ютерної схемотехніки потрібно також всім тим, хто зв'я­зані із створенням програмного забезпечення автоматизованих систем і комп'ютерів, що визначається тісною взаємодією апаратурних і програмних засобів. Програміст, що добре знає апаратну частину завжди має перевагу перед іншими, його програми будуть більш ефективними і досконалими.

Даний курс лекцій призначений для студентів спеціальностей "Обслуго­вування комп'ютеризованих, інтегрованих і робототехнічних систем","Програмування для електронно-обчислювальної техніки і автоматизованих сис­тем","Електроніка" і 'Телекомунікації". Він розкриває основні поняття комп'ютерної схемотехніки, принципи роботи простих і складних інтегра­льних мікросхем, основи синтезу цифрових пристроїв.

Знання даного курсу дозволить студентам розробляти цифрові схеми і системи автоматики, розуміти архітектуру комп'ютерів і інших мікропроце­сорних систем.

Курс розбито па дві частини, Перша - увібрала в себе основні теми комп'ютерної схемотехніки, тобто подана інформація про складові частини комп'ютерних систем і є тою основою, без якої розуміння роботи жодної ци­фрової схеми неможливо. Тематика лекцій другої частини охоплює не тільки цифрову техніку. Подано розділи присвячені деяким аспектам імпульсної техніки, а також аналоговим пристроям і схемам. Висвітлені основні фізичні процеси в електричних колах, які є складовими частинами комп'ютерних схем

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ЦИФРОВОЇ ТЕХНІКИ

Поняття про інформацію

В процесі своєї практичної діяльності людина одержує, зберігає, оброб­ляє і передає різноманітну інформацію про навколишній світ.

Інформація - відомості про навколишній світ, про процеси, що протіка­ють у ньому, і які сприймають живі організми, керуючі машини та інші ін­формаційні системи.

Слово «інформація» латинське. Спочатку під словом «інформація» мали на увазі: «уявлення», «поняття», потім - «відомості», «передача повідом­лень».

Інформацію призначену для передачі від одного об'єкту до іншого, нази­вають повідомленням.

Повідомлення про подію, у якої тільки два однаково можливих результа­ти, містить одну одиницю інформації, що називається бітом

Біт (binary digit - двійковий розряд) - дорівнює кількості інформації що знаходиться в повідомленні про те, що певний об'єкт знаходиться в одному з двох рівноможливих станів.

Повідомлення передають за допомогою сигналів.

Сигнал це зміна фізичної величини, що несе певну інформацію.

Сигнали бувають звукові, оптичні, у вигляді позначок або дотиків, голо­вне що фізичне середовище змінюється і ця зміна має для когось значення.

Електричний сигнал це зміна струму або напруги, що змінюється відпо­відно до повідомлення, що передається.

Повідомлення і сигнали, що їм відповідають бувають дискретними (циф­ровими, імпульсними) і неперервними (аналоговими).

Неперервне повідомлення - це зміна фізичної величини, яка з часом може у заданому інтервалі набувати не окремих а будь-яких значень (на­приклад зміна температури, тиску, напруги).

Дискретне* повідомлення - послідовність окремих елементів (цифр, лі­тер, імпульсів) в якій закодована інформація про зміну фізичної величини.

В цифровій техніці повідомлення передають з допомогою послідовності імпульсів.

Електричним імпульсом називають тимчасове відхилення струму або на­пруги від певного сталого значення.

Режим роботи обладнання при якому воно працює під впливом електри­чних імпульсів називають імпульсним режимом.

Імпульси поділяють на відео- і радіоімпульси.

Відеоімпульс це однополярне відхилення струму або напруги заданої форми.

Радіоімпульси це відрізки високочастотних синусоїдальних коли­вань, огинаюча яких задається радіоімпульсом (рис 1.1).

Рисунок 1.1

Рисунок 1.2

За формою (рис. 1.2) імпульси розрізняють:

1. прямокутні,

2. трикутні (де тривалість наростання фронтів співрозмірна з тривалістю імпульсу),

3. дзвоноподібні,

4. пилкоподібні (тривалість одного фронту набагато менше другого),

5. східчасті (різновид пилкоподібних, де наростання відбувається не по лінійному закону- а дискретно),

6. дельта імпульси (тривалість яких вважається рівною нулю) ,

трапецеїдальні (загалом реальних прямокутних імпульсів не існує, оскільки будь-який процес переходу від одного значення напруги до другого має деяку тривалість).

Параметри імпульсних сигналів

Рисунок 1.3

1.Основні параметри імпульсів: амплітуда (А), період (Т), тривалість імпульсу ( )

2.Похідні параметри імпульсів визначаються з основних:

частота f (f = 1/Т),

тривалість паузи tп = Т- , шпа­руватість (щілинність) .

В залежності від шпаруватості ви­значається тип імпульсної послідовно­сті:

1. меандрові (Q = 2 );

2. радіолокаційні (Q>1000);

3. додатні (Q>= 1);

4) від'ємні(Q<=1) Величина зворотна до шпаруватості називається коефіцієнт заповнення

3. Допоміжні параметри електричних імпульсів(рис 1.3 б):

1. тривалість фронту наростання (t 0-1 )

2. тривалість спаду (t 1-0 ),

3. спад вершини ( )