
- •Конспект лекцій
- •1. Дискретні електричні компоненти 8
- •1.1. Електричні дроти та кабелі 8
- •1.4. Різницево-струмові захисні вимикачі 23
- •1.5. Перемикачі та реле 26
- •1.6. Трансформатори, мережні пристрої живлення та проти аварійні пристрої 33
- •1. Дискретні електричні компоненти
- •1.1. Електричні дроти та кабелі
- •1.1.1. Основні відомості про електричні провідники
- •1.1.2. Описи і назви кабелів
- •Ізоляція і матеріал оболонки
- •1.1.3. Енергетичні та інсталяційні кабелі – позначення типів відповідно до стандартів cenelec
- •1.1.4. Позначення кабелів за стандартом американським awg
- •1.2.1. Основні методи постійного з’єднання провідників
- •1.2.2. Основні типи сучасних роз’ємів
- •1.3. Запобіжники
- •1.3.1. Означення параметрів
- •1.3.2. Конструктивне виконання
- •1.4. Різницево-струмові захисні вимикачі
- •1.4.1. Струми витоку
- •1.4.2. Принцип дії різницево-струмових захисних вимикачів
- •1.4.3. Схема та конструкція різницево-струмових захисних вимикачів
- •1.5. Перемикачі та реле
- •1.5.1. Перемикачі
- •1.5.2. Виконувані перемикачем функції
- •1.5.3. Реле та контактори
- •1.5.4. Захист з’єднувальних пристроїв
- •1.6. Трансформатори, мережні пристрої живлення та проти аварійні пристрої
- •1.6.1. Трансформатори
- •1.6.2. Мережні перетворювачі
- •1.6.3. Завади
- •1.7.1. Електрохімічна чарунка - основа електрохімічних пристроїв
- •1.7.2. Первинні джерела напруги (гальванічні елементи)
- •1.7.3. Акумулятори (вторинні гальванічні елементи)
- •Заряджання свинцевих акумуляторів
- •1.7.4. Інтегратори, основані на ефекті поверхневого накопичення заряду (“іонікси”)
- •1.7.5. Ртутно-капілярні кулонометри
- •1.7.6. Сонячні елементи і панелі
- •1.8. Електричні світлові пристрої
- •1.8.1. Класифікація джерел світла
- •1.8.2. Величини і технічні одиниці світла
- •1.8.3. Електричні джерела світла
- •1.9. Сенсори
- •1.10. Електричні лічильники імпульсів і лічильники часу
- •1.10.1. Електричні лічильники імпульсів
- •1.10.2. Лічильники часу
- •1.11. Сигналізації
- •1.12. Відведення тепла
- •1.12.1. Радіатори
- •1.12.2. Вентилятори
- •1.13. Електромагніти і двигуни
- •1.13.1 Електромагніти
- •1.13.2. Електричні двигуни
- •1.14. Світловоди
- •1.15. Основні відомості про корпуси для електронних пристроїв
- •1.15.1. Матеріали корпусів
- •1.15.2. Пожежостійкість корпусів
- •1.15.3. Екранувальні властивості корпусів
- •1.15.4. Відведення тепла з корпусів
- •1.15.5. Корпуси стандартного типоряду 19"
- •1.15.6. Класи щільності електричних пристроїв. Норми ір
- •П ерша цифра Друга цифра
- •2. Дискретні електронні компоненти
- •2.1. Котушки індуктивності та дроселі
- •2.1.1. Приклади застосувань котушок індуктивності
- •2.1.2. Імпеданс котушок індуктивності
- •2.1.3. Резонанс
- •2.1.4. Підрахунок параметрів котушок індуктивності без осердь
- •2.1.5. Підрахунок параметрів котушок індуктивності з осердями
- •2.1.6. Магнітне поле
- •2.1.7. Магнітна проникність
- •2.1.8. Магнітні втрати
- •2.1.9. Поверхневий ефект
- •2.1.10. Підрахунок параметрів котушки з осердям
- •2.1.11. Індукція (густина потоку) в осерді
- •2.1.12. Виділення тепла
- •2.1.13. Залежність від температури
- •2.2. Резистори
- •2.2.1. Позначення резисторів
- •2.2.2. Залежність від частоти
- •2.2.3. Залежність від температури
- •2.2.4. Технічні характеристики
- •2.2.5. Шуми
- •2.2.6. Залежність від напруги
- •2.2.7. Конструкція
- •2.2.9. Потенціометри
- •2.2.10. Основні технічні характеристики потенціометрів
- •2.3. Конденсатори
- •2.3.1. Приклади застосувань конденсаторів
- •2.3.2. Типи конденсаторів
- •2.4. Напівпровідникові дискретні компоненти
- •2.4.1. Загальні відомості про напівпровідники
- •2.4.3. Різновиди діодів
- •2.4.4. Основні області використання діодів
- •2.4.4. Тиристори
- •2.4.6. Транзистори
- •2.4.7. Двобазові діоди
- •2.4.8. Електронні лампи
- •2.4.9. Оптоелектронні елементи
- •2.4.10. Основні відомості про виготовлення друкованих плат
- •3. Підсилювачі з від’ємним зворотним зв’язком
- •3.1. Інтегральні операційні підсилювачі
- •3.1.1 Визначення
- •3.1.2 Принципові схеми інтегральних операційних підсилювачів
- •3.1.3 Еквівалента схема операційного підсилювача для низьких частот
- •3.1.4. Основні параметри операційних підсилювачів
- •3.1.5. Частотна корекція оп
- •3.2. Інвертувальний і неінвертувальний підсилювачі
- •3.2.1. Схеми інвертувального і неінвертувального підсилювачів
- •3.2.2 Похибки підсилювачів
- •3.2.3. Адитивна складова похибки
- •3.2.4 Вхідні і вихідні опори інвертувального і неінвертувального підсилювачів
- •3.2.5. Динамічні властивості інвертувального і неінвертувального підсилювачів
- •3.3. Диференційні підсилювачі
- •3.3.1. Найпростіший диференційний підсилювач
- •3.3.2. Схеми диференціальних підсилювачів з регульованим коефіцієнтом підсилення
- •3.3.3. Інструментальні диференційні підсилювачі
- •3.3.4. Похибки диференційних підсилювачів
- •3.4. Операційні перетворювачі на базі підсилювачів з від`ємним зворотним зв`язком
- •3.4.1. Підсилювачі з т-подібним ланцюгом від`ємного зворотного зв`язку
- •3.4.2. Підсилювачі змінної напруги
- •3.4.3. Підсилювачі з транзисторним вихідним каскадом
- •3.4.4. Підсилювачі струму
- •3.4.5. Підсилювач заряду
- •3.4.6. Багатовходовий суматор–сустрактор
- •3.4.7. Аналогові інтегратори
- •3.4.8. Аналогові диференціатори
- •3.4.9. Виділення модуля змінної напруги
- •3.4.10. Виділення середньоквадратичного значення напруги
- •3.4.11. Компаратори
- •3.4.12. Пристрої вибірки-зберігання
- •3.4.13. Джерела струму
- •3.4.14. Генератори сигналів синусоїдної форми
- •3.4.15. Генератори прямокутних імпульсів
- •3.4.16. Генератори трикутних імпульсів
- •4. Інтегральні ацп та цап
- •4.1. Аналого-цифрове перетворення
- •4.1.1. Похибка від зміни сигналу протягом перетворення
- •4.1.2. Основні метрологічні характеристики ацп
- •4.1.3. Класифікація аналого-цифрових перетворень
- •4.1.3.3. Ацп з квантуванням параметрів інтенсивності. В ацп даного типу перетворення може відбуватися паралельним чи послідовним способом.
- •4.2. Цифро-аналогові перетворювачі
- •4.2.1. Цап на основі резисторних матриць
- •4.2.2. Цап на основі ємнісних матриць
- •5.1.1.2. Класифікація цифрових пристроїв.
- •5.1.2. Перевід чисел з однієї системи числення в іншу
- •5.2. Принцип дії основних типів логічних елементів
- •5.2.1. Транзисторний ключ – основа схемотехніки логічних елементів
- •5.2.2. Базові елементи транзистор-транзисторної логіки
- •5.2.3. Елементи емітерно-зв`язаної логіки
- •5.2.4. Елементи інтегральної інжекційної логіки
- •5.2.5. Логічні елементи на основі комплементарних мдн-транзисторів
- •5.3. Основні поняття та закони булевої алгебри
- •5.3.1. Основні поняття булевої алгебри
- •5.3.2. Аксіоми Булевої алгебри
- •5.3.3. Основні закони бульової алгебри
- •5.3.4. Властивості логічних функцій
- •5.3.5. Форми зображення логічних функцій
- •5.3.6. Мінімізація логічних функцій
- •5.3.7. Форма зображення цифрових сигналів та способи їх передачі
- •5.4. Інтегральні цифрові мікросхеми
- •5.4.1. Вимоги до інтегральних мікросхем
- •5.4.2. Класифікація інтегральних мікросхем
- •5.4.3. Загальні параметри цифрових мікросхем
- •5.4.4. Основні характеристики мікросхем логічних елементів
- •5.4.5. Застосування логічних елементів
- •5.5. Шифратори, дешифратори та перетворювачі кодів
- •5.5.1. Шифратори
- •5.5.2. Дешифратори
- •5.5.3. Перетворювачі кодів
- •5.6. Мультиплексори та демультиплексори
- •5.6.1. Мультиплексор
- •5.6.2. Демультиплексори
- •5.6.3. Синтез комбінаційних пристроїв на основі дешифраторів та мульплексорів
- •5.6.3.1. Синтез комбінаційних пристроїв на основі дешифраторів.
- •5.7. Тригери
- •5.7.1. Структурна схема тригерів
- •5.7.2. Види тригерів
- •5.7.3. Двоступеневі тригери
- •5.8. Регістри
- •5.8.1. Регістри пам’яті
- •5.8.2. Регістри зсуву
- •5.8.3. Кільцеві лічильники
- •5.9. Лічильники
- •5.10. Арифметичні пристрої. Комбінаційні суматори. Накопичувальні суматори.
- •5.11. Цифрові компаратори
- •5.11.1. Цифрове порівняння чисел
- •5.11.2. Реалізація компараторів однорозрядних чисел
- •5.11.3. Реалізація компараторів багаторозрядних чисел
- •5.12. Арифметико-логічні пристрої
- •6. Мікропроцесори
- •6.1 Мікропроцесори. Узагальнена структурна схема мікропроцесора. Основні режими роботи.
- •6.2. Класифікація команд мікропроцесора. Види адресації. Структура і формат команд мікропроцесора
- •6.3.Структура програмного забезпечення
- •6.4. Способи проектування програмного забезпечення
- •6.5. Інтерфейси
- •6.5.1. Програмований паралельний інтерфейс
- •6.5.2. Приладний інтерфейс
- •6.5.3. Послідовний інтерфейс
- •Перелік посилань
- •Електронні пристрої випробувальних систем
5.7. Тригери
5.7.1. Структурна схема тригерів
Дуже великий клас сучасних цифрових пристроїв – послідовнісні пристрої (ПП)- або цифрові автомати з пам’яттю. Вони складаються з комбінаційного пристрою і елементів пам’яті. Тому в них з’являється нова змінна – час.
Стан послідовнісного скінченного автомата залежить не тільки від значень вхідних сигналів, але й від попередніх станів. Роботу ПП слід розглядати у часі.
Всі ПП можна поділити на 3 класи:
Асинхронні потенціальні автомати
Асинхронні імпульсні автомати
Синхронні автомати
Тригери, регістри, лічильники , генератори чисел.
Стан ПП описується:
Функцією переходів :qt+1=(qt,xt) – визначає стан абстрактного автомата у наступний момент часу t+1 залежно від внутрішнього стану qt і вхідних значень змінних у момент часу t. Перехід Qt * xt Qt+1.
Функцією
виходів:
- стан виходу y в даний момент часу.
Qt * xt Yt ( для автомата Мілі)
Qt → Yt ( для автомата Мура)
Мілі: 1-роду
q(t+1) = δ {q(t), x(t+1)} (t+1- даний момент часу, t- попередній )
y(t+1) = λ {q(t), x(t+1)} , t = 0,1,2....
Мілі: 2-роду
q(t+1) = δ {q(t), x(t+1)}
y(t+1) = λ{q(t+1) ), x(t+1)} , t = 0,1,2..
Різновид : автомат Мура
q(t+1) = δ {q(t), x(t+1)}
y(t+1) = λ {q(t+1)}, t = 0,1,2..
Вихідні сигнали залежать від стану автомату і не залежать від значень вхідних сигналів.
Спільним елементом всіх ПП є тригер (trigger; flip-flop). Це елементарний запам’ятовувач 1біт двійної інформації. Крім цього , може перетворювати
інформацію чи сигнали.
Характеристика тригера
число вх. зміщених хі залежить від стану тригера;
число внутрішніх станів – 0 і 1 (позначення Q);
число всіх зміщених Yі, збігається із значеннями стану Q(yt+1)=Qt+1 (елементарний автомат Мура G прямий чи інверсний вихід)
“1”
Q=1;
=
0
“0”
=1
З…….==> Q=0
Структурна схема триггера (рис. 5.40).
Р
ис.
5.40 – Структурна схема тригерів
Інформаційні входи; двійкова інформація (хі)
R, K (Reset, Kill (раптово вимикати )) – входи окремого встановлення тригера в стан “0”.
S, J (Set – встановлювати , Jark- раптово вмикати) - входи окремого встановлення тригера в стан “1”.
D (delay- затримка) – вхід встановлення тригера в “1” або “0”.
Т (toggle - перекидувати)- вхід перемикання або лічильний вхід.
Керуючі входи :
V, E (valve – клапан, enable- дозвіл)- дозвіл запису інформації в тригер.
С – вхід тактових чи синхросигналів (Clock- годинник).
Інтегральний тригер: - мксх – розказати особливості
Тип тригера- визначається функціональною залежністю між сигналами на виході і сигналами на входах. Аналітично (характеристичне логічне рівняння), графічно (граф переходів ), табличне (таблиця станів).
Рис. 5.41 – Класифікація тригерів
5.7.2. Види тригерів
Інтегральні тригери:
одновходові D і T
двоходові RS, JK
універсальні JK (RS)
5.7.2.1. RS-тригери. Найпростішими є RS-тригери побудовані в базисі елементів 2АБО-НЕ (рис. 5.42) та 2І-НЕ (рис. 5.43). Це є схеми на двох логічних елементах, охоплених додатним зворотним зв`язком. На обох рисунках подані схема тригера (а), часова діаграма роботи (б) та таблиця істинності (в). Найбільшим недоліком RS-тригерів є наявність заборонених кодових комбінацій.
Рис. 5.42 – Схема (а), часова діаграма роботи (б) і таблиця істинності RS-тригера, побудованого в базисі елементів 2АБО-НЕ
Функція
переходів
Qt+1
=
з таблиці істинності.
Рис. 5.43 – Схема (а), часова діаграма роботи (б) і таблиця істинності RS-тригера, побудованого в базисі елементів 2І-НЕ
На практиці RS-тригери використовуються для фіксації першої з ланцюга подій, наприклад, для усунення явища «деренчання» механічних контактів.
Тип тригера RS: C= var-синхронний; С=1 – асинхронний (рис.5. 44).
Функція
переходів
синхронного тригера
;
;
асинхронного -
.
Рис. 5. 44 – Схема (а), часові діаграми роботи (б) і таблиця істинності RS-тригера
5.7.2.2.
JK-тригери.
Тип
тригера: JK;
C =var – синхронний,
C=1-
асинхронний
(рис. 5.45). Функція
переходів
синхронного тригера:
;
;
асинхронного -
;
.
Рис. 5.45 - Схема (а), часові діаграми роботи (б) і таблиця істинності JK-тригера
5.7.2.3. D-тригери. Тип тригера : D; С= var – синхроний тригер; С= 1 – асинхронний (рис. 5.46).
Функція
переходів
синхронного тригера
,
,
асинхронного -
.
Р
ис.
5.46 - Схема
(а), часові
діаграми
роботи (б) і таблиця істинності
D-тригера
5.7.2.4. Т-тригери. Тип тригера: Т; С=var – синхроний; С=1- асинхронний (рис.5.47).
Функція
переходів
синхронного тригера
=QtCT;
;
асинхронного -
;
.
Р
ис.
5.47 - Схема
(а), часові
діаграми
роботи (б) і таблиця істинності
Т-тригера
На рис. 5.48 подані вдосконалені структури D-тригерів: (а) керованого синхронного-асинхронного та тригера-замка (б). Якщо сигнали керування Е=1 та синхронізації С=1 одночасно дорівнюють одиниці, то D-тригер працюватиме в асинхронному режимі, якщо ж Е=1, а С=var, то D-тригер працюватиме в синхронному режимі (рис. 5.48.а).
Рис. 5.48 – Вдосконалені структури D-тригерів: (а) керованого синхронного-асинхронного та тригера-замка (б)
В структурі рис. 5.48.б якщо С=0 інформація з D-входу прямо проходить на вихід Q. При С=1 інформація із входу не поступає на вихід Q. Інформація на виході не запам’ятовується.
Т-триггер дуже просто може бути побудований на основі D-тригера (рис. 5.49.а. Для цього D-тригер охоплюється зворотним зв`язком з інверсного виходу на D-вхід (рис. 5.49.а). Часова діаграма його роботи і таблиця істинності практично нічим не відрізняється від відповідних параметрів Т-тригера.
Р
ис.
5.49 – Т-тригер
на основі D-тригера,
схема (а), часова діаграма роботи (б) і
таблиця істинності (в)