90. Импульсные сигналы: основные характеристики (перепады импульсов, длительность, частота, скважность и т.д.). Сигналы в системах автоматики и вычислительной техники, физический и информационный аспекты сигнала.

Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов. Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Кратковременное отклонение имеет не абсолютное, а относительное значение, т. е. длительность отклонения меньше или сопоставима с длительностью процесса.

Существуют два вида импульсов: видеоимпульсы и радиоимпульсы. Видеоимпульсы — это кратковременное отклонение физического параметра, несущего информацию, от установленного значения. Радиоимпульс — это отрезок высокочастотного колебания определенной формы. Радиоимпульсы широко используют для передачи информации каналами радиосвязи, в телевидении и радиолокации. На практике используют последовательности импульсов, повторяющиеся через определенный интервал времени.

Перепадами называют быстрые (скачкообразные) изменения электрической величины между двумя уровнями.

Скважность импульса Q - отношение периода Т к длительности t_u. – величина безразмерная и всегда больше 1. Одна из энергетических характеристик импульсного устройства, так как отражает накопление больших энергий во время большой паузы и её генерирования во время кратковременного импульса.

Длительность импульса – промежуток времени между возникновением и исчезновением импульса, измеряемый либо по длительности основания, либо на уровне 0.1Um либо на уровне 0.5Um (активная длительность). Диапазон длительностей ВИ в промышленной автоматике лежит в пределах от 0,001мкс до 1с.

Частота, Гц – несущая частота генерируемого сигнала в герцах. Частота сигнала f связана с его периодом Т зависимостью f = 1/T

91. Классификация изделий микроэлектроники. Современные направления развития микроэлектроники.

Микроэлектроника — современное направление электроники, включающее исследование, конструирование и производство инте­гральных схем (ИС) и радиоэлектронной аппаратуры на их основе. Основной задачей микроэлектроники является создание микроми­ниатюрной аппаратуры с высокой надежностью и воспроизводимостью, низкой стоимостью, низким энергопотреблением и высокой функциональной сложностью.

Интегральная схема (микросхема) — микроэлектронное изде­лие, выполняющее определенную функцию преобразования, об­работки сигнала, накапливания информации и имеющее высокую плотность электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов), которые с точки зрения требований к испытани­ям, приемке, поставке и эксплуатации рассматриваются как еди­ное целое.

Классификация микросхем может быть проведена по различным признакам. По функциональной сложности ИС принято характеризовать степенью интеграции, условно оцениваемой по десятичному логарифму числа элементов и компонентов, содержащихся в корпусе микросхемы.

• Малые интегральные схемы (МИС). Обычно они содержат один или несколько цифровых либо аналоговых элементов (логические вентили, триггеры, операционный усилитель и т.п.).

• Средняя интегральная схема (СИС или MSI -- Medium Scale Integration) -- это интегральная схема, содержащая функциональные узлы устройства (регистр, счетчик, дешифратор и др.).

• Большая интегральная схема (LSI -- Large Scale Integration) содержит одно или несколько функционально законченных устройств либо его частей.

• Сверхбольшая интегральная схема (СБИС или VLSI -- Very Large Scale Integration) К этому классу относятся, например, микросхемы микроконтроллеров, памяти большого объема и т.д.

• ультрабольшие интегральные схемы (УБИС или ULSI -- Ultra Large Scale Integration) К СБИС и УБИС относятся, например, центральные микропроцессоры современных ЭВМ.

В зависимости от вида обрабатываемых сигналов все интегральные микросхемы подразделяют: аналоговые и цифровые. Аналоговые интегральные микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. Областью их применения являются, прежде всего, устройства аппаратуры телевидения и связи, а также измерительные приборы и системы контроля. Цифровые интегральные схемы предназначены для обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной, как правило, двоичной функции. Они применяются для построения цифровых вычислительных машин, цифровых узлов измерительных приборов, систем автоматического управления и т.д.

Основные усилия разработчиков ИМС направлены на усовершенствование уже сложившихся принципов создания ИМС, на улучшение их электрических и эксплуатационных характеристик. Работы ведутся, главным образом, в направлении повышения быстродействия схем (уменьшения энергии, расходуемой внешним источником на одно переключение логического устройства) и их степени интеграции. Решение этих проблем связывают с усовершенствованием технологии получения микроэлектронных структур минимально возможных размеров

Микроэлектроника стремительно меняет нашу повседневную жизнь. Еще 10-15 лет назад было сложно представить появление многих современных цифровых устройств. Сегодня цифровые камеры заменили пленочные, IP-телефония - проводную связь, навигаторы - дорожные карты, а на смену бумажным письмам и книгам пришли электронные. Все это стало возможным благодаря развитию микроэлектроники и падению цен на чипы.

Вообще, с точки зрения техпроцессов, микроэлектроника - это вершина высоких технологий. Микроэлектронные предприятия устроены крайне сложно, и сегодня ни одна фирма в одиночку не способна поднять и решить весь пласт проблем, который встает перед современной микроэлектроникой. Поэтому вокруг производства формируется целый кластер научно-производственных компаний, R&D-центров, лабораторий. В него входят компании, занимающиеся разработкой, синтезом и производством новых материалов, производители высокотехнологичного оборудования, компании-специалисты в области дизайна чипов и высококвалифицированные аналитики, специалисты по исследованию состава и структуры вещества. То есть микроэлектронный кластер - это сотни высокотехнологичных компаний самого разного профиля.