2.Повторитель напряжения на основе операционного усилителя
Иногда при построении различных электронных схем требуются усилительные каскады, имеющие (по модулю) единичные коэффициенты усиления (повторители).
Наиболее часто за основу их проектирования используют схему неинвертирующего усилителя без входного резистивного делителя, что обеспечивает очень большое входное сопротивление. Повторитель, согласно (11) при (Кдел = 1) можно реализовать 3-мя способами (рисунок 5):
RОС = 0 (непосредственное соединение выхода с инвертирующим входом);
R1 = Ґ (разрыв цепи, в которую включен R1) и, наконец,
RОС = 0 и одновременно R1 = Ґ .
Наиболее просто реализуется схема повторителя в третьем случае (рисунок 5,в), однако и другие варианты неинвертирующих повторителей также находят применение на практике. Обратите внимание на то, что величина оставшегося резистора в схемах на рисунках 5,а, б совершенно не влияет на единичный коэффициент усиления повторителя.
Рисунок 5. Неинвертирующие повторители напряжения на основе ОУ
Повторитель напряжения можно спроектировать и на основе инвертирующего усилителя, если в нем (рисунок 2) выбрать резисторы с одинаковым сопротивлением R1 = RОС.
3.Дешифраторы, шифраторы, преобразователи кодов
Дешифратор - Комбинационное устройство, позволяющее преобразовать n-разрядный двоичный код в позиционный 2n-разрядный код. Имеет n входов и 2n или меньше выходов. В зависимости от входного набора сигнал 1 появится только на одном определенном выходе, а на всех остальных выходах будут сигналы 0.
Таблица истинности полного дешифратора на три входа имеет вид (табл.4):
Логические функции выходов дешифратора:
По способу реализации дешифраторы могут быть линейные, прямоугольные и пирамидальные.
Более совершенными являются пирамидальные дешифраторы, относящиеся к многоступенчатым структурам и содержащие ряд логических элементов для выделения общих частей функций.
В ниже следующей таблице дана сравнительная оценка линейных, пирамидальных и прямоугольных дешифраторов по аппаратным затратам NЛЭ в пересчете на 2-входные ЛЭ для m-разрядного входного кода (табл. 5).
Как видно из таблицы 5, преимущества многоступенчатых дешифраторов заметно нарастают с увеличением m. В специализированных ИС тем не менее предпочтение часто отдают более простым линейным (одноступенчатым) дешифраторам, обладающим к тому же повышенным быстродействием.
Шифратор - Комбинационное устройство, преобразующее управляющий сигнал на одном из входов в соответствующий двоичный код.
Для шифратора на четыре входа и два выхода, например, логические уравнения в ДНФ, полученные из таблицы, будут следующими:
Наибольшее применение шифраторы находят в цифровых устройствах ввода информации с пультов управления для преобразования десятичных чисел в двоичный код. При нажатии на клавишу на один их входов шифратора подается логическая единица (на остальные – логические нули), на выходе формируется соответствующий двоичный код.
Условное обозначение дешифратора и шифратора приведено на рис. 24:
а б
Рис. 24. Условное обозначение:
а – дешифратор; б – шифратор
Преобразователи кодов - Это устройства для автоматического изменения по заданному алгоритму соответствия между входным и выходным кодами без изменения их смыслового содержания.
По другому, преобразователь кода представляет собой устройство с m входами и n выходами, взаимно и однозначно преобразующее входные слова из некоторого алфавита {X1, X2, …, Xp} и выходные слова другого алфавита {Y1, Y2, …, Yu }.
Задача преобразования кодов возникает прежде всего в связи с необходимостью сведения цифровых устройств с разнообразными способами кодирования в единую систему.
Для преобразования параллельных двоичных кодов можно построить достаточно простые преобразователи на комбинационных логических схемах. Однако на практике это часто осуществляется алгоритмическим путем, используя запоминающие устройства.