Оглавление
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ (ПН) 4
Классификация 4
Бестрансформаторый ПН 5
Однотактный трансформаторный ПН (блоккинг генераторы) 6
Двухтактный трансформаторный ПН с самовозбуждением 6
Преобразователи с независимым возбуждением 7
Однотактные преобразователи 9
Сравнительный анализ однотактных и двухтактных схем выпрямления 10
Тиристорные преобразователя 12
ТАЙМЕРЫ 13
Классификация 13
Однотактный таймер 14
Многотактный таймер 14
Функциональная схема 1006ВИ1 (555) 15
Одновибраторы, запускаемые по включению Uп 16
Мультивибраторы на однотактном таймере 17
Мультивибратор с регулируемыми длительностью пауз и импульсов 19
Мультивибратор с регулируемой скважностью 20
Генераторы меандра 20
Импульсный стабилизатор напряжения (ключевой стабилизатор на таймере) 22
Диодные емкостные преобразователи 23
МОДУЛЯЦИЯ 23
Виды модуляции 24
ШУМЫ И ПОМЕХИ 26
Тепловой шум (шум Джонсона) 27
Дробовой шум (шум Шотки) 28
Фликкер-шум (шум 1/f) 28
Помехи 29
Шум тока и напряжения транзисторных усилителей 29
Магнитная связь 29
СОВРЕМЕННЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИРОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ 30
Основные типы логики на БПТ 30
Разновидности функциональных схем 31
Основные параметры логических микросхем (интегральные параметры) 31
Особенности применения элементов ТТЛ 32
Элементы на основе ТТЛ 33
Каскад с открытым коллектором 35
Расширение по «И» 36
2И-2ИЛИ-НЕ 36
Расширитель по ИЛИ 37
Логический элемент с тремя выходными состояниями (Z-состояние) 37
Сравнительные характеристики серии логических микросхем 39
ЭСЛ – эмиттерно-связанная логика. Базовые элементы 40
Базовые элементы КМОП 41
Двунаправленный ключ 41
Инвертор КМОП 42
Схема И-НЕ 43
Схема ИЛИ-НЕ 43
Логические элементы с открытым стоком 44
ДВОИЧНЫЕ СУММАТОРЫ. ОДНОРАЗРЯДНЫЕ ДВОИЧНЫЕ СУММАТОРЫ. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ МНОГОРАЗРЯДНЫЕ СУММАТОРЫ. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ, ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ 45
Последовательный сумматор 45
Сумматоры ТТЛ 46
ТРИГГЕРЫ 50
Классификация триггеров 50
Триггерные системы 51
Асинхронные и синхронные триггеры 52
Асинхронные RS-триггеры 55
Синхронные RS-триггеры 56
Двухступенчатые RS-триггеры 56
JK-триггеры 57
RS-триггер ( в скобках R-триггер) 58
Е-триггер 58
D-триггеры 58
DV-триггеры 59
T- и TV-триггеры 59
Триггер Шмидта на логических элементах 60
РЕГИСТРЫ 60
Регистры памяти 61
Регистры сдвига 61
4-х разрядный сдвигающий регистр с последовательным вводом на основе JK-триггеров 62
ИР-1 63
МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ. ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ И ДЕШИФРАТОРЫ 64
Демультиплексоры и дешифраторы 66
Счетчики импульсов. Двоичные счетчики и счетчики с произвольным коэффициентом счета. Принцип действия, структурные и принципиальные схемы, временные диаграммы работы счетчиков, их основные параметры. Разновидности счетчиков, особенности использования счетчиков при создании цифровых систем управления 69
70
Счетчики ТТЛ с последовательным переносом 71
Счетчик ТТЛ с параллельным переносом 72
Быстродействующий синхронный многокаскадный счетчик 73
Синхронный многокаскадный счётчик 73
ИЕ6, ИЕ7 73
Наращивание счетчиков 74
Преобразователи напряжения (пн) Классификация
1. В зависимости от вида возбуждения
Достоинство ПН с независимым возбуждением: относительная простота.
Недостатки ПН с независимым возбуждением:
трудности в устранении сквозных токов двухтактных преобразователей;
снижение генерируемой частоты по мере увеличения тока нагрузки, что вызывает уменьшение отдаваемой мощности;
проблемы в изменении генерируемой частоты, которая в значительной мере определяется применяемым трансформатором (его параметрами).
2. По наличию трансформатора:
Достоинство безтрансформаторных ПН: не содержат индуктивных элементов.
Недостаток безтрансформаторных ПН: невозможно получение больших выходных мощностей и высокого КПД из-за рассеивания мощности на активном сопротивлении.
3.
ОПНО – однотактные ПН с обратным включение диода.
ОПНП – однотактные ПН с прямым включение диода.
Бестрансформаторый пн
А-В, С-С, В-А – «+» напряжение на выходе.
А-А, В-В, С-С – «-» напряжение на выходе.
VT1, VT2 образуют мультивибратор на транзисторах, который генерирует прямоугольные колебания с частотой и скважностью, зависящими от Rк, Rб, C1, C2. VT2 также выполняет роль фазоинвертора для выходного двухтактного каскада на VT3, VT4.
Схема удвоения напряжения на VD1, VD2, C3, C4 позволяет получать на выходе (Rн) как положительное, так и отрицательное напряжение в зависимости от схемы подключения.
Однотактный трансформаторный пн (блоккинг генераторы)
При
включении напряжения питания в базу VT
поступает ток через Rсм.
VT приоткрывается, и ток,
протекающий через него наводит ЭДС на
Wк. Обмотки Wк
и Wб включены таким образом,
что увеличение UWк
приводит к увеличению UWб,
а следовательно, лавинообразному
отпиранию транзистора. При достижении
транзистора насыщения ток через него
перестает увеличиваться, а значит и ЭДС
начинает уменьшаться, что вызывает
инверсию полярности напряжения на Wб
и лавинообразное запирание транзистора
VT. Следующее отпирание
VT может произойти после
расходования энергии трансформатора.
Это справедливо для преобразователей
с насыщающимся транзистором. Более
распространены преобразователи с
насыщающимся трансформатором либо
дросселем, где прекращение увеличения
напряжения на Wк происходит
в момент насыщения сердечника индуктивного
элемента.
Двухтактный трансформаторный пн с самовозбуждением
Преобразователь охвачен трансформаторной ПОС, при этом открытому состоянию VT1 соответствует закрытое VT2 и наоборот. Преобразователь обладает большей удельной мощностью, т.к. энергия от источника питания перекачивается в нагрузку постоянно. Кроме того, трансформатор перемагничивается по полной петле гистерезиса, что позволяет увеличить отдаваемую мощность при тех же габаритах трансформатора. В качестве недостатка можно выделить протекание сквозных токов через оба транзистора, когда один из них еще не успел закрыться, а второй уже открыт. VD защищают от пробоев обратным напряжением эммитерные переходы ВЧ транзисторов. C1, C2 шунтируют Rб в момент прохождения фронта импульса, что ускоряет их переключение и уменьшает рассеиваемую мощность на них.
Rб ограничивает токи баз транзисторов.
Преобразователи с независимым возбуждением
1) Двухтактный ПН со средней точкой
Как и в двухтактной схеме с самовозбуждением, VT1 и VT2 открываются по очереди, однако поскольку мы используем внешний генератор, мы можем исключить сквозные токи путем введения специальных схем контроля за состоянием транзисторов (VT2 не откроется, пока VT1 не закроется и наоборот) либо путем введения фиксированной задержки между управляющими базовыми импульсами, что позволит исключить состояния, в которых оба транзистора открыты. Для сглаживания пульсаций источников питания высокой частоты широко используют LC-фильтры (эффективность L становится равной или больше эффективности С при тех же габаритах и массе). Однако из-за наличия паузы между управляющими импульсами в какой-то момент времени VD1, VD2 оказываются закрытыми. Это может привести к разрыву тока индуктивности и возникновению на ней большой ЭДС, способной повредить элементы схемы. Для исключения режима прерывистых токов подключается VD3.
2) Мостовые
3) Полумостовые
