- •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.
Ацп «Напруга – код».
АЦП «Напруга – код» забезпечують перетворення вхідної напруги UВХ у цифровий двійковий код. Схема АЦП «Напруга – код » представлена на
Мал. 4. 81. Часові діаграми роботи схема показані на Мал. 4.82. Схемаскладається:
- RS –тригер, що виконує функції перемикача за сигналами “Пуск” “Стоп”;
- генератор тактових імпульсів G;
- компаратор для порівняння напруг UВХ та напруги генератора пилоподібної
напруги UГПН ;
- елемент «І» для підключення генератора тактових імпульсів G до лічильника
СТ2;
- двійковий лічильник СТ2.
На часових діаграмах показано: проходження імпульсів «Пуск»; момент зрівняння вхідної напруги UВХ з напругою генератора пилоподібної напруги UГПН; поява та закінчення імпульсу «Стоп»; кількість тактових імпульсів, які підраховані з моменту «Пуск» до моменту «Стоп».
Принцип роботи схеми. При появі сигналу «Пуск» лічильник СТ2 скидається на нульове значення по входу R, одночасно RS –тригер через елемент «І» підключає генератор тактових імпульсів G до лічильника СТ2 і запускається генератор пилоподібної напруги ГПН. Компаратор починає зрівнювати вхідну напругу UВХ з напругою генератора пилоподібної напруги UГПН. В той же час лічильник СТ2 лічить тактові імпульси. В момент коли UВХ = UГПН (див. часову діаграму) компаратор виробляє сигнал «Стоп». Робота схеми припиняється. На виході лічильника буде зафіксовано цифровий двійковий код, що відповідає значенню аналогового сигналу UВХ. Очевидно, що чим більше значення вхідної напруги, тим більше тактових імпульсів підрахує лічильник, тим більшим буде значення цифрового двійкового коду на виході лічильника СТ2 (див. часову діаграму).
Ацп «Частота - код».
АЦП «Частота - код» забезпечує перетворення частоти вхідного сигналу U(fX) в цифровий двійковий код.
Схеми для перетворення частоти в код, у загальному плані, повинні мати лічильник імпульсів та таймер. Схема АЦП «Частота - код» представлена на Мал. 4.83. Схема складається:
- RS –тригер, що виконує функції перемикача за сигналами “Пуск” - “Стоп”;
- СТ21 – лічильник імпульсів вхідної напруги;
- ГІ – генератор імпульсів високої стабільності;
- СТ22 – лічильник імпульсів, що надходять від ГІ;
- елементи «І» - забезпечують виконання певних логічних умов.
Слід зазначити, що генератор імпульсів ГІ та лічильник СТ22 виконують функції таймера, який задає час на перетворення частоти у двійковий код.
Принцип роботи схеми. При появі сигналу “Пуск” лічильник СТ21 по входу R скидається у нульовий стан. Елемент «І» передасть сигнал “Пуск” на RS –тригер тільки у тому разі, коли на його входи одночасно надійде сигнал “Пуск” та сигнал від генератора імпульсів ГІ. Елементи «І», за сигналом з RS –тригера, одночасно (синхронно) підключають U(fX) до лічильника СТ21 та генератор імпульсів ГІ до лічильника СТ22. Лічильник СТ21 лічить імпульси U(fX), а лічильник СТ22 лічить час. По закінченню заданого інтервалу часу на виході m лічильника СТ22 з’являється сигнал “Стоп”, який подається на R вхід тригера. RS –тригер через елементи «І» зупиняє роботу лічильників. На виході лічильника СТ21 з’являється двійковий код частоти вхідного сигналу.