4.7. Генераторы гармонических колебаний.

Существует два вида генераторов гармонических колебаний:

1) генераторы независимого возбуждения, представляющий собой усилитель мощности с гармоническим выходным напряжением;

2) автогенераторы, в которых колебания нарастают произвольно и ограничиваются нелинейными свойствами системы. Рассмотрим их более подробно.

ИП Вых

КК вых Т

РЭ L C

Е Тр

ОС С_б

А б

Рис.53

Структурная схема автогенератора (рис. 53, а) включает регулирующий элемент (РЭ), который необходим как ключевой элемент и как усилительный. Колебательный контур (LC) – для создания гармонических колебаний. Обратная связь для дозировки пополнения энергией колебательного контура выполняется через трансформатор (Тр). ИП – питание всего устройства, источник энергии колеблющейся системы.

Принципиальная схема, реализующая автогенератор на рис. 53, б. Транзистор – РЭ, колебательный контур – CL, трансформатор осуществляет ОС. Е - питание всего устройства.

Существуют и другие схемы позволяющие осуществлять такую же функцию, что и приведенное устройство.

Тема 5. Элементы цифровой техники

5.1. Логические элементы

Логические элементы (ЛЭ) – выполняют простейшие логические операции ИЛИ, И, НЕ. Логические преобразования происходят по отношению к двум состояниям большое–маленькое, НУЛЬ и ЕДИНИЦА. Каждый логический элемент характеризуется таблицей истинности – представляющей собой таблицу положений выхода при определенных положениях входов (входа).

Рис.54 Рис. 55 Рис. 56

Логическое сложение (дезъюнкция), операция ИЛИ, символически записываемая Y = x₁ + x₂ + … x_n. Выполняется логическим элементом, обозначаемым рис. 54, имеет два входа (может иметь больше) и один выход. Операция сложения заключается в том, что на выходе единица, если хотя бы на одном входе единица. Работу поясняет таблица истинности.

Таблица 1

Таблица истинности для элемента ИЛИ

Вх.1(X1)	Вх.2(X2)	Выход (Y)
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Логическое умножение (конъюнкция), операция И, изображена на рис. 55, записывается Y = x₁x₂…x_n , заключается в том, что на выходе появляется единица, если хотя бы на одном входе единица. Состояние входов и выхода определяет таблица истинности (табл 2). Этот элемент называют схемой совпадения.

Таблица 2

Таблица истинности для элемента И

Вх1(Х1)	Вх.2(Х2)	Выход (Y)
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Логическое отрицание (инверсия), операция НЕ, записывается Y = , заключается в том, что на выходе нуль, если на входе единица и наоборот.

Таблица 3

Таблица истинности для элемента НЕ

Вх.(Х)	Выход (Y)
0	1
1	0

И меют самостоятельное значение элементы: ЗАПРЕТ с символической записью Y = и элементы И-НЕ – Y = и ИЛИ—НЕ – Y = x₁ + x₂ + + x_n. На практике чаще можно найти именно смешанные элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ

Реально элементы можно реализовать так :

+ Е +Е

вых

выход вх

выход

Рис. 57 Рис. 58 Рис. 59

На рис. 57 изображен элемент ИЛИ. Положительный перепад более 2 вольт (логическая единица) по любому входу даст единицу на выходе.

На рис. 58 – элемент И. Положительный перепад (логическая единица) по любому входу, при условии, что все остальные входы закорочены на землю, даст на выходе ноль, и так будет пока на все входе не встанет логическая единица. Только после этого на выходе образуется логическая единица.

На рис. 59 логический элемент НЕ. Логическая единица (ЛЕ) на входе приведет транзистор в насыщение и на выходе образуется логический ноль.

Это так называемая диодно-транзисторная логика. В энергетическом отношении очень затратная, поэтому существуют по крайней мере 4-6 технологий значительным образом снижающие энергетические затраты. Кроме того существенную сторону имеет время задержки сигнала которое составляет десятки нс и уменьшается вместе с размерами устройства.