
- •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.
2.3. Імпульсна і потенціально – імпульсна системи елементів.
2.3.1. Імпульсна система елементів.
В імпульсній системі елементів використовуються тільки імпульсні інформаційні сигнали. У цій системі звичайно використовуються логічні елементи ЧИ, І, НЕ та імпульсні (динамічні) тригери. Інформаційні сигнали з виходів одних імпульсних елементів надходять до входів інших через конденсатори, обмотки трансформаторів, які виключають взаємозв’язок елементів за постійним струмом.
Імпульсні елементи характеризуються відносно простою схемою і малою споживаною потужністю. Недоліком імпульсних елементів є труднощі реалізації конденсаторів великої ємності та трансформаторів методами інтегральної технології.
Схема імпульсного діодного елемента ЧИ показана на Мал. 2.15. Вона відрізняється від аналогічного потенціального елемента наявністю на вході розподільного RC – ланцюга з конденсаторів С1, С2 та резисторів R1, R2. Конденсатори призначені для пропускання тільки змінного струму (імпульсу), а резистори призначені для розряду конденсаторів після проходження імпульсу. Вихідний сигнал знімається з резистора навантаження RН. Сигнал на виході F елемента ЧИ з’являється у випадку наявності імпульса хоча б на одному вході Х1 , Х2 або двох входах одночасно. Цей сигнал через конденсатор та діод поступає на резистор RН і на виході Y з’являється імпульсний сигнал лог.1. Проходження сигналів при їх різних сполученнях відображено на часовій діаграмі. Функція яку реалізує елемент має вигляд
F = X1 \/ X2 .
Схема імпульсного діодного елемента І показана на Мал. 2.16. Вона відрізняється від аналогічного потенціального елемента наявністю на вході розподільного RC – ланцюга. Даний елемент має джерело живлення UСС і резистор R3, який обмежує струм джерела живлення. За відсутності вхідних сигналів струм від джерела живлення протікає по ланцюгу: + UСС ; R3; R1, R2; VD1,VD2; маса.
Сигнал на виході F елемента І з’являється при збігові імпульсів на всіх входах Х1 , Х2. У цьому випадку обидва діоди VD1,VD2 будуть закриті і на виході F з’явиться сигнал високого рівня лог.1. Якщо на вхід елемента надійде тільки один сигнал, то один із діодів залишиться відкритим і сигнал на виході F буде дорівнювати – лог.0. Проходження сигналів X1 , X2 при їх різних сполученнях відображено на часовій діаграмі. Функція яку реалізує елемент має вигляд
F = X1 X2 .
Схема імпульсного елемента ЗАБОРОНА , яка реалізує логічну функцію
F = X1 2 , показана на Мал. 2.17.
До схеми елемента входить імпульсний трансформатор Тр з двома обмотками, які включені зустрічно (крапками позначено начало обмоток). Крім джерела живлення + UСС до схеми підключена напруга зміщення + UЗМ. При відсутності сигналу Х2 діод VD2 закритий під дією напруги зміщення + UЗМ і на виході F повторюються значення змінної Х1. При наявності імпульсу на вході X2 на вторинній обмотці трансформатора W2 наводиться напруга ЕW2 , яка компенсує дію напруги зміщення + UЗМ . Діод VD2 відкривається і вихід F елемента практично підключається до потенціалу маси, тобто на виході буде лог.0. Таким чином, сигнал Х2 забороняє проходження сигналу Х1.
Проходження сигналів X1 , X2 при їх різних сполученнях відображено на часовій діаграмі. Функція яку реалізує елемент має вигляд F = X1 2 .
Різні
імпульсні елементи мають різну швидкодію
все залежить від складності схем та
використаних деталей. Щоб забезпечити
узгодження проходження сигналів в
імпульсний схемах часто використовують
штучні лінії затримки сигналів. Лінії
складаються з LC
– ланок Т – подібного типу (Мал. 2.18).
Тривалість затримки визначається із
співвідношення tЗ
=
n
,
де n
– кількість ланок; L
– індуктивність, мкГн; C
– ємність в Пф. Для виключення перешкод
на вході та виході лінії затримки
вмикають резистори з хвильовим опором
ρ
=
.
Штучні лінії затримки виконуються у вигляді окремих деталей з зазначенням часу затримки і маркуванням виводів.