- •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.
Генератор прямокутних імпульсів.
Генератор прямокутних імпульсів (ГПІ) призначений для генерування прямокутних імпульсів позитивної і негативної полярності з напругою +5 В або – 5В та зі сталим періодом чергування.
Головна вимога, що пред’являється до генератора прямокутних імпульсів полягає в тому щоб він генерував імпульси з крутими фронтами наростання та спаду. Найпростіший спосіб отримання прямокутних імпульсів – це використання мультивібраторів. Схема простого генератора прямокутних імпульсів на базі мультивібратора показана на Мал.4.71.
Мультивібратор складений на двох транзисторах VT1 і VT2, двох конденсаторів С1 і С2 та резисторів R1 - R4 , які формують ланцюги заряду і розряду конденсаторів. База одного транзистора перехресно з'єднана з колекторним ланцюгом протилежного транзистора. Таке з’єднання необхідне для підтримки безперервного режиму генерування імпульсів. Вихідні сигнали (прямокутні імпульси) UК1 та UК2 знімаються з колекторів транзисторів VT1 і VT2. Припустимо, що в момент включення напруги + UСС транзистор VT1 відкритий, а транзистор VT2 закритий. Конденсатор С2 починає заряджатися по ланцюгу: + UСС, R4, VT1, маса. При певному рівні напруги на конденсаторі С2 транзистор VT1 закривається, а транзистор VT2 відкривається. Починається процес заряду конденсатора С1, одночасно конденсатор С2 розряджається через резистори R3, R4. При певному рівні напруги на конденсаторі С1 транзистор VT2 закривається, а транзистор VT1 відкривається і процес повторюється. Таким чином, транзистори VT1 і VT2 працюють почергово і вихідні сигнали UК1 та UК2 з’являються в противофазі (див. часову діаграму на Мал. 4.71).
Генератор пилоподібної напруги.
Генератор пилоподібної напруги (ГПН) призначений для вироблення лінійнонаростаючої напруги впродовж заданого часу (t1 – t2), а потім повертається до початкового рівня і процес повторюється (Мал. 4.72).
Генератори пилоподібної напруги можуть будуватися на напівпровідникових елементах або на логічних елементах. Генератори пилоподібної напруги на логічних елементах доцільно використовувати у цифрових пристроях. У цьому випадку значно легше узгоджувати рівні сигналів та можна використовувати стандартні логічні елементи цифрової схемотехніки. У роботі генератора пилоподібної напруги використовується принцип заряду і розряду конденсатора. На схемі Мал4.72 зображений генератор пилоподібної напруги на транзисторному ключі. Транзисторний ключ на VT1 керує процесом заряду і розряду конденсатора С2. При наявності вхідного сигналу U1 транзистор VT1 відкритий і конденсатор С2 розряджений. При спаді вхідного сигналу U1 до нульового значення (див. часову діаграму), транзистор VT1 закривається і конденсатор С2 починає заряджатися через резистор R2 (час t1 – t2) і вихідна напруга U2 зростає майже за лінійним законом . По завершенні нульового значення вхідного сигналу транзистор VT1 закривається і конденсатор С2 швидко розряджається до нуля. Генератор знову готовий до генерування наступного пилоподібного імпульсу.
Операційний підсилювач.
Операційний підсилювач (ОП) призначений для підсилювання вхідних сигналів та перетворення струму в напругу. Операційний підсилювач характеризується високим вхідним опором та низьким вихідним опором, регулюємим коефіцієнтом підсилювання, який залежить від величини опору резистора оберненого зв’язку RЗЗ. Умовне позначення операційного підсилювача та його підключення показані на Мал. 4.73. Операційний підсилювач має два входи інверсний (позначається знаком «- ») та прямий (позначається знаком «+»). Операційний підсилювач ніколи не використовується сам по собі, він завжди підключається разом з резисторами RВХ та RЗЗ. Від значень цих резисторів залежить коефіцієнт підсилювання, оскільки він визначається за формулою
КП = RЗЗ / RВХ .
Наприклад, RЗЗ = 10 кОм, а RВХ = 1 кОм. КП = 10 /1 = 10.