2.5.10 Компаратор на оп
Компаратор – це ОП без зворотних зв’язків, призначений для порівняння сигналів (напруг).
Схема найпростішого компаратора зображена на рисунку 2.43.
У даному разі компаратор використовується для порівняння вхідного сигналу Uвх , який може змінюватися у часі, з постійною опорною напругою Uоп . На рисунку показаний інвертуючий компаратор. Для неінвертуючого компаратора виконуються умови:
Рисунок 2.43 – Компаратор і часові діаграми його роботи
- якщо Uвх > Uоп, то Uвих = U+вихm;
- якщо Uвх < Uоп, то Uвих = U-вихm;
Якщо Uоп = 0, компаратор працюватиме нуль-органом, де знак Uвих показує полярність вхідного сигналу.
3 Мікроелектронні пристрої
3.1 Логічні елементи
3.1.1 Основні поняття
Більшість сучасних пристроїв обробки інформації (сигналів) побудовані на цифрових ІМС, в основу яких закладена реалізація певної логіки.
Логічний елемент – це електронний пристрій, який відтворює логічну функцію і може оперувати двома рівнями сигналів постійної напруги:
(0 … 0,5) В – низький логічний рівень, логічний нуль, 0
(2,4 … 5) В – високий логічний рівень, логічна одиниця, 1
Відповідно, усі сигнали логічних елементів та схем – вхідні, проміжні та вихідні – будуть логічними, і можуть приймати в активному стані тільки два значення: 0 або 1.
З логічних елементів складається більшість цифрових мікроелектронних пристроїв. Цифрові пристрої класифікуються на дві великі групи:
комбінаційні;
послідовнісні.
В комбінаційних пристроях сигнали проходять завжди від входу схеми до її виходу.
Послідовнісні пристрої мають зворотні зв’язки, які застосовуються для організації пам’яті.
3.1.2 Елементарні логічні функції
Розглянемо основні три елементарні логічні функції (логічні елементи).
Логічний елемент (функція) заперечення (НЕ, НІ, інверсія логічного сигналу)
Графічне позначення (схемне зображення) елемента, що реалізує таку функцію, наведене на рисунку 3.1.
Рисунок 3.1 – Елемент НЕ
Елемент НЕ може
записуватися й математичним виразом:
(читається:
у
дорівнює не х).
Кожний цифровий пристрій, котрий оперує логічними сигналами (величинами), характеризується власною таблицею істинності (таблицею станів). Таблиця істинності показує відповідність стану виходу (виходів) пристрою усім можливим станам його входів (входу).
Таблиця істинності логічного елементу НЕ має найпростішу структуру (таблиця 3.1).
Таблиця 3.1 – Таблиця істинності елементу НЕ
x |
0 |
1 |
y |
1 |
0 |
Приклад часової діаграми логічного елементу НЕ наведений на рисунку 3.2.
Рисунок 3.2 – Приклад часової діаграми елементу НЕ