31 Регистры

Регистр — это последовательностное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними. Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров число которых соответствует числу разрядов в слове. С каждым регистром обычно связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспе­чивается выполнение некоторых операций над словами. Типичными являются следующие операции:

• прием слова в регистр;

• передача слова из регистра;

• поразрядные логические операции;

• сдвиг слова влево или вправо на заданное число раз­рядов;

• преобразование последовательного кода слова в па­раллельный и обратно;

• установка регистра в начальное состояние (сброс).

Фактически любое цифровое устройство можно пред­ставить в виде совокупности регистров, соединенных друг с другом при помощи комбинационных цифровых уст­ройств.

Регистры классифицируются по следующим видам:

• накопительные (регистры памяти, хранения);

• сдвигающие.

В свою очередь сдвигающие регистры делятся:

• по способу ввода-вывода информации на:

• параллельные,

• последовательные,

• комбинированные;

• по направлению передачи информации на.

— однонаправленные,

---- реверсивные

32 Инвертирующий усилитель

В схеме инвертирующего усилителя (рисунок 4, а) входное напряжение через резистор R1 подается на инвертирующий вход, который с помощью резистора обратной связи R2 охвачен параллельной ООС по напряжению. Неинвертирующий (прямой) вход соединяется с общим проводом.

Входной и выходной сигнала усилителя находится в противофазе (сдвинуты на 180˚), что отражает знак минус в формуле коэффициента усиления по напряжению

K = –R2/R1. (1)

Таким образом, инвертирующий усилитель – это ОУ с ООС, у которого входное и выходное напряжения находятся в противофазе.

Для правильной работы схем с ОУ необходимо, чтобы смещение нуля на выходе было минимальным. Для этого в прямой вход включают сопротивление R3= R1R2/(R1+R2), компенсирующее напряжение смещения (рисунок 4, б), или используют ОУ с входными каскадами на полевых транзисторах.

Точка А подключения резисторов R1 и R2 к инвертирующему входу называют мнимой землей. Так как коэффициент усиления по напряжению идеального ОУ стремиться к бесконечности, разность потенциалов между входами должна быть пренебрежительно мала. Таким образом, с точки зрения сигнала инвертирующий вход имеет тот же самый потенциал, что и неинвертирующий вход, который заземлен.

При этом все входной напряжение U_вх оказывается приложенным ко входному резистору R1 и входной ток схемы равен I₁= U_вх/R1. Следовательно, входное сопротивление схемы R_вх=R1. Для этой схемы свойственно также небольшое значение выходного сопротивлений (R_вых0). Данный результат объясняется действием цепи параллельной ООС по напряжению.

а)	б)
Рисунок 4 – Инвертирующий усилитель на основе ОУ

Выходное напряжение определяется как U_вых= I₂R2. Вследствие нулевых входных токов ОУ I₁=I₂. Тогда выходное напряжение инвертирующего усилителя в таком случае равно

U_вых= –(R2/R1)U_вх, (2)

где знак минус показывает, что входной сигнал подается на инвертирующий вход, а отношение –R2/R1 составляет коэффициента усиления по напряжению.

При R1=R2, K=–1 инвертирующий усилитель превращается в инвертирующий повторитель (инвертор).

Основные свойства инвертирующего усилителя:

– выходной сигнал в противофазе относительно входного;

– отсутствует синфазный сигнала (мнимая земля);

– низкое входное сопротивление;

– простая реализация коэффициента усиления по напряжению, который может быть как больше, так и меньше единицы.

Простой инвертирующий усилитель двояко используется в аналоговых цепях: во-первых, как устройство, изменяющее знак (инвертор) без изменения величины сигнала при R1=R2; во-вторых, когда требуется умножить переменную (сигнал) на константу k выбирают R2/R1 равным k. Если константа положительная, то вслед за этой схемой следует включить инвертор, чтобы скорректировать знак.

Инвертирующий усилитель может также быть применен для суммирования нескольких входных напряжений