
- •Методична розробка (конспект лекцій)
- •1.1. Інформаційні основи цифрової схемотехніки та інформаційні міри.
- •Інформатика, інформація, сигнали та їхнє представлення.
- •Інформаційні міри.
- •1.2.Системи числення і кодування чисел.
- •1.2.1. Принципи побудови систем числення.
- •1.2.2. Переведення чисел з однієї системи числення в іншу.
- •1.2.3. Спеціальні системи числення.
- •1.2.4. Кодування від’ємних чисел.
- •1.3.Арифметичні операції з числами.
- •1.3.2. Арифметичні операції множення та ділення.
- •1.4. Логічні основи цифрової схемотехніки.
- •1.4.1. Булева алгебра.
- •1.4.2. Основні булеві (перемикальні) функції.
- •1.4.3. Закони, властивості й тотожності.
- •1.4.4. Аналітичне представлення булевих функцій.
- •1.4.5. Мінімізація булевих функцій.
- •Правила мінімізації
- •1.5. Основні характеристики цифрових мікросхем.
- •1.5.1. Поняття елементів, вузлів і пристроїв.
- •1.5.2. Характеристики логічних елементів.
- •1.5.3. Маркування логічних елементів.
- •2.1. Діодні і діодно-транзисторні логічні елементи.
- •2.1.1. Загальні відомості.
- •2.1.2. Діодні логічні елементи. Діодний елемент чи.
- •Діодний елемент і
- •2.1.3. Діодно – транзисторні логічні елементи (дтл). Діодно - транзисторний елемент не.
- •Діодно – транзисторний елемент не – чи.
- •2.2. Транзисторні логічні елементи.
- •2.2.1. Транзисторна логіка (тл).
- •2.2.2. Інтегральна інжекційна логіка ( л). Елемент не – чи.
- •2.2.3. Транзисторно – транзисторні логічні елементи (ттл).
- •Елемент не – і з простим інвертором.
- •2.2.4. Принцип роботи транзисторів Шотки.
- •2.2.5. Логічні елементи емітерно – зв’язкової логіки (езл).
- •2.2.6. Логічні елементи на мон – та мен – транзисторах.
- •2.3. Імпульсна і потенціально – імпульсна системи елементів.
- •2.3.1. Імпульсна система елементів.
- •2.3.2. Потенціально – імпульсна система елементів.
- •2.4. Магнітна схемотехніка.
- •2.4.1.Магнітні схеми на кільцевих осердях.
- •2.4.2. Магнітні елементи із складним магнітопроводом.
- •2.4.3.Поняття про кріоелектронні магнітні елементи.
- •2.5. Тригери.
- •2.5.1. Загальні відомості.
- •2.5.2. Асинхронні та синхронні rs- тригери. Асинхронні rs- тригери.
- •Синхронні rs- тригери.
- •Двоступеневі rs- тригери.
- •3. Накопичувальні і комбінаційні вузли цифрової
- •3.1.Регістри.
- •3.1.1.Загальна характеристика регістрів.
- •3.1.2.Однофазний і парафазний спосіб записування інформації.
- •3.1.3.Мікрооперації в регістрах. Логічні мікрооперації.
- •Мікрооперації зсуву.
- •3.2. Лічильники.
- •3.2.1.Загальна характеристика лічильників.
- •3.2.2. Двійкові лічильники.
- •3.2.3.Двійково – десяткові лічильники.
- •3.3. Дешифратори і шифратори.
- •3.3.2.Основи побудови дешифраторів. Лінійні дешифратори на два входи і чотири виходи.
- •Пірамідальні дешифратори.
- •Прямокутні дешифратори.
- •3.3.3. Загальні відомості про шифратори.
- •3.3.4. Каскадування шифраторів.
- •3.4. Мультиплексори і демультиплексори.
- •Мультиплексори. Загальна характеристика мультиплексорів.
- •Каскадування мультиплексорів.
- •Мультиплексування шин.
- •3.4.2. Демультиплексори. Загальна характеристика демультиплексорів.
- •Каскадування демультиплексорів.
- •Демультиплексування шин.
- •3.5. Схеми порівняння і контролю.
- •3.5.1.Схеми порівняння. Загальні відомості.
- •Схеми порівняння слів з константою.
- •Схеми порівняння двійкових слів а і в.
- •3.5.2. Схеми контролю парності.
- •3.6. Перетворювачі кодів.
- •Перетворювач прямого коду в обернений.
- •Перетворювач двійково-десяткових чисел в код семисегментного індикатора.
- •3.7. Двійкові суматори.
- •3.7.1. Загальна характеристика суматорів.
- •3.7.2.Однрозрядні суматори.
- •3.7.3.Багаторозрядні суматори.
- •4. Цифро – аналогові та аналого – цифрові перетворювачі.
- •4.1. Елементи цап і ацп.
- •4.1.1. Загальні відомості про перетворювачі інформації.
- •4.2.2. Основні елементи цап і ацп. Електронні ключі.
- •Генератор прямокутних імпульсів.
- •Генератор пилоподібної напруги.
- •4.2 Цифро – аналогові перетворювачі.
- •4.2.1.Загальна характеристика цап.
- •4.2.2.Основні схеми цап.
- •4.2.3.Основні параметри і характеристики цап.
- •4.3. Аналого – цифрові перетворювачі інформації.
- •4.3.1. Загальна характеристика ацп.
- •4.3.2.Основні схеми ацп. Компаратор.
- •Ацп послідовної лічби.
- •Ацп паралельної дії.
- •Ацп «Напруга – код».
- •Ацп «Частота - код».
- •4.3.3. Основні параметри і характеристики ацп.
2.2.5. Логічні елементи емітерно – зв’язкової логіки (езл).
Схемотехніка ЕЗЛ заснована на використанні диференціального підсилювача в режимі перемикання струму. Елементи ЕЗЛ в даний час є над швидкодіючими серед напівпровідникових елементів на основі кремнію (Примітка: є ще на основі арсенід - галію).
Надшвидкодія елементів ЕЗЛ досягається за рахунок використання ненасиченого режиму роботи транзисторів, вихідних емітерних повторювачів, малих амплітуд логічних сигналів (біля 0,8В). У логічних елементів ЕЗЛ є парафазний вихід, що дозволяє одночасно одержувати пряме і інверсне значення реалізованої функції. Це дає помітне зниження загальної кількості мікросхем в апаратурі.
Особливостями схемотехніки ЕЗЛ та її характеристик є:
- можливість об’єднання виходів декількох елементів для утворення нових функцій;
- можливість роботи на низькоомному навантаженні завдяки наявності емітер них повторювачів;
- незалежність споживаної потужності від частоти перемикання,
- висока стабільність динамічних параметрів при зміні температури і напруги живлення,
- використання від’ємного джерела живлення і заземлення колекторних кіл. Що зменшує залежність вихідних сигналів від перешкод у шинах живлення.
До недоліків елементів ЕЗЛ відносять: складність схем, значне споживання потужності та труднощі узгодження з мікросхемами ТТЛ і ТТЛШ (різна полярність живлення, різна величина робочих сигналів, узгодження низкоомних та високоомних входів і виходів, різне кодування електричною напругою лог.1 і лог.0).
Промисловість випускає ряд серій ЕЗЛ: 100,137,138,187,223,229,700,500 і К1500. високі техніко – економічні характеристики мікросхем серій 500 і К1500 обумовили їхнє широке застосування у швидкодіючих цифрових пристроях.
Схема типового елемента ЕЗЛ серії 500 та його умовне позначення показані на Мал.2.11. схема вміщує:
- перемикач струму (логічні транзистори VT1,VT2, опорний транзисторVT3, резистори R1, R2, R3);
- джерело опорного зміщення (транзистор VT4, діоди VD1,VD2, резистори R5, R6);
- вихідні емітерні повторювачі (транзистори VT5,VT6).
Особливості схеми: Емітери транзисторів VT1,VT2,VT3 з'єднані. Джерело живлення UСС = - 5.2В підключено мінусом до схеми, а плюсом до маси. Транзистор VT5 підключений до колекторів VT1,VT2 , а транзистор VT6 підключений до колектора транзистора VT3.
У ЕЗЛ беруть узгодження від’ємної логіки: значення лог.0 відображають високим рівнем від’ємної напруги U= - 0,9В; значення лог.1 відображають низьким рівнем від’ємної напруги U= - 1,7В.
Якщо хоч на один із входів X1 або X2 подана напруга – 0,9В , то транзистор VT1 або VT2 відкривається, на нього перемикається струм емітерів ІЕ , що створює на резисторі R1 падіння напруги мінус 0,9В. при цьому опорний транзистор VT3 закритий і на резисторі R2 падіння напруги дорівнює мінус 0,1В.
Якщо на усі входи одночасно подана напруга - 1,7В, то транзистори VT1 і VT2 закриваються. А транзистор VT3 відкривається і на нього перемикається струм ІЕ У цьому випадку падіння напруги на резисторі R1дорівнює мінус 0,1В, а на резисторі R2 мінус 0,9В.
Емітерні повторювачі на транзисторах VT5,VT6 приймають сигнали які надходять з лівого і правого плеча перемикача струму. У від’ємній логіці елемент ЕЗЛ реалізує на прямому виході функцію “I” F = X1 X2 , а на інверсному виході - функцію “НЕ - І”
Y =
Завдяки наявності емітерних повторювачів у елементах ЕЗЛ допускається об’єднання виходів, як показано на Мал.2.12. Об’єднання виходів дозволяє розширити можливості елементів ЕЗЛ і реалізувати функцію “НЕ – І - ЧИ”.