Контрольні питання

1. Який пристрій називають автогенератором?

2. Сформулюйте умову стаціонарності режиму автогенератора. Поясніть фізичний зміст понять балансу амплітуд і балансу фаз.

3. Накресліть схему і поясніть принцип роботи LC-генератора з індуктивним зворотним зв'язком.

4. У яких випадках самозбудження автогенератора називають «м’яким», «жорстким»?

5. Накресліть схеми RC-генераторів з фазозсувним колом і з мостом Віна. Поясніть, яким чином у цих генераторах під час відсутності фільтруючих кіл можливе збудження синусоїдальних коливань.

6. Чому в RC- генераторах необхідно встановлювати кола нелінійного негативного зворотного зв'язку?

7. Накресліть схеми й опишіть роботу мультивібраторів на транзисторах і на операційному підсилювачі.

XIII. Елементи і пристрої цифрової техніки

13.1. Загальні відомості

Л

Рис.13.1. Умовне позначення логічного елементу

огічні елементи являють собою електронні пристрої, у яких інформація закодована у вигляді двійкових чисел, які відображені напругою (сигналом) високого і низького рівня. Термін «логічні» прийшов в електроніку з алгебри логіки, що оперує з змінними величинами і їхніми функціями, які можуть приймати тільки два значення: 0 і 1. Ці двійкові змінні і функції від них називаються логічними змінними і логічними функціями. Пристрої, що реалізують логічні функції, називаються логічними чи цифровими пристроями. Умовне графічне зображення цифрового пристрою показано на малюнку 13.1. На входи пристрою подають комбінації двійкових змінних XI, Х2,…,Х_п, з виходу знімають комбінації двійкових змінних Y1, Y2,...Y_m. Вихідні і вхідні змінні пов'язані між собою логічною функцією .

Якщо логічному 0 відповідає напруга низького рівня, а логічній 1 — високого, то таку логіку називають позитивною, і, навпаки, якщо за логічний 0 приймають напругу високого, а за логічну 1 — низького рівня, то таку логіку називають негативною. Надалі там, де немає спеціальних вказівок, розглядаються пристрої тільки з позитивною логікою.

У цифрових пристроях сигнали звичайно змінюються тільки в дискретні моменти часу, інтервал Т називається тактом. Для дискретизації часу (оцінки границь тактів) застосовують спеціальні періодичні сигнали: синхронізуючі імпульси С (рис. 13.2, а). Найбільше поширення одержали цифрові сигнали, що зберігають постійний рівень (0 чи 1) протягом такту, а в моменти переходу сигналу від одного рівня до іншого його значення не визначене. Тому границя такту визначається по фронті синхроімпульсу, а визначення значення сигналу проводиться в момент зрізу синхроімпульсу, коли рівень сигналу вже встановився (рис. 13.2, а, б).

І

Рис. 13.2. Представлення сигналу в послідовному (б) і паралельному (в) кодах

нформація в цифрових пристроях може бути представлена в послідовному чи паралельному кодах. На малюнку 1 представлення одного і того ж восьмирозрядного двійкового числа -Х7,...,Х0=10110101 у послідовному (б) і паралельному (в) кодах. Пристрої, що працюють з числами в послідовному коді, називаються пристроями послідовної дії. Вони мають по одному входу і виходу для прийому і передачі кожного п-розрядного числа. Пристрої, що працюють з паралельним п-розрядним кодом, називаються пристроями паралельної дії. Вони мають п входів і виходів для кожного п-розрядного числа. Існують пристрої і змішаного типу, в яких, наприклад; вхідне число представляється в паралельній формі, а вихідне — у послідовній.

По характері зв'язку між вхідними і вихідними змінними з врахуванням зміни цих зв'язків по тактах роботи розрізняють комбінаційні пристрої і цифрові автомати. У комбінаційних пристроях сукупність вихідних сигналів у кожен такт роботи однозначно визначається вхідними сигналами, що є в цей момент на його входах. Якщо вхідні і вихідні змінні в і такті позначити як Х_і і Y_i то зв'язок між ними буде визначатися виразом Y_i=Х_і, де  - знак виконуваного пристроєм логічного перетворення. У цифрових автоматах значення вихідних змінних в i такті визначаються не тільки значеннями вхідних змінних X_i, але залежать і від внутрішніх станів пристрою d_i. У свою чергу внутрішні стани пристрою d_i, залежать від значень змінних, що були на вході в попередні такти. Таким чином, цифрові автомати відрізняються від комбінаційних пристроїв тим, що вони мають пам'ять і зберігають відомості про попередні такти 3.2 показане роботи. Функціонування цифрового автомата можна описати в наступному виді: Y_i=(X_i, d_i); d_i=F(X_i-1, d_i-1) де X_i-1 i d_i-1 — набір вхідних змінних і внутрішніх станів пристроїв у попередній такт. Прикладом цифрового автомата може служити лічильник імпульсів, число на виході якого в i такті залежить від загального числа імпульсів, що надійшли на його вхід за всі i тактів роботи лічильника.