Раздел 2.1.3. Схемотехника аналоговых и цифровых устройств

Теория импульсных сигналов и линейные импульсные цепи

Формы представления импульсных сигналов, параметры электрических импульсов. Основные и дополнительные параметры: длительности фронтов, активная длительность, постоянная составляющая, коэффициент нелинейности.

Линейные способы формирования и преобразования импульсных сигналов. Дифференцирующие RC -цепи, прохождение прямоугольных импульсов через дифференцирующую цепь. Условие идеального дифференцирования, соотношение между постоянной времени цепи и длительность входного импульса. Получение аналитических соотношений для выходного напряжения.

Интегрирующие RC - цепи. Прохождение прямоугольных импульсов через интегрирующую цепь. Условие идеального интегрирования, соотношение между постоянной времени цепи и длительность входного импульса. Получение аналитических соотношений для выходного напряжения.

Амплитудные ограничители

Транзисторный усилитель - ограничитель. Назначение элементов схемы, методика расчета, временные диаграммы, характеризующие работу схемы. Влияние источника питания и элементов схемы на форму выходного сигнала и режим ограничения. Симметричный и не симметричный режимы.

Генераторы линейно-изменяющегося напряжения

ГЛИН с простой интегрирующей цепью и ключевым транзистором. Параметры выходных импульсов, вывод выражения для коэффициента нелинейности, эквивалентная схема. Назначение элементов схемы, временные диаграммы, характеризующие работу схемы. Влияние источника питания и элементов схемы на форму выходного сигнала.

ГЛИН с положительной обратной связью. Параметры выходных импульсов. Назначение элементов схемы, временные диаграммы, характеризующие работу схемы. Влияние источника питания и элементов схемы на форму выходного сигнала. ГЛИН с положительной обратной связью. Вывод выражения для коэффициента нелинейности, эквивалентная схема. Влияние источника питания и элементов схемы на коэффициент нелинейности выходного сигнала.

Базовые элементы цифровых интегральных микросхем

Базовый элемент транзисторно - транзисторной логики (ТТЛ), основная схема, электрические параметры. Принцип работы, назначение элементов схемы, временные диаграммы, характеризующие работу схемы. Влияние источника питания и элементов схемы на уровни выходного сигнала

Нерегенеративные формирователи импульсов на ТТЛ. Формирователь с элементом временной задержки. Принцип работы, назначение элементов схемы, временные диаграммы, характеризующие работу схемы. Влияние источника питания и элементов схемы на форму и параметры выходного сигнала.

Нерегенеративные формирователи импульсов на ТТЛ. Схема выделения положительного перепада входного импульса. Принцип работы, назначение элементов схемы, временные диаграммы, характеризующие работу схемы. Влияние источника питания и элементов схемы на форму и параметры выходного сигнала.

Нерегенеративные формирователи импульсов на ТТЛ. Одновибратор, ждущий режим работы. Принцип работы, назначение элементов схемы, временные диаграммы, характеризующие работу схемы. Влияние источника питания и элементов схемы на форму и параметры выходного сигнала.

Интегральные преобразователи параметров импульсов

Несимметричный триггер с эмиттерной связью (триггер Шмитта). Амплитудная характеристика, эффект действия ПОС и ее влияние на параметры выходных импульсов. Принцип работы, назначение элементов схемы, временные диаграммы, характеризующие работу схемы. Влияние источника питания и элементов схемы на форму и параметры выходного сигнала. Вывод выражения для параметров выходных импульсов.

Математические основы синтеза цифровых автоматов

Классификация ЦА, основные определения. Синхронные и асинхронные автоматы, основная структурная схема, критерии классификации : по способу управления, по характеру связи входных и выходных сигналов.

Способы представления и кодирования цифровой информации. Двоичная, восьмеричная, шестнадцатиричная системы счисления, их применения в цифровой технике. Виды кодов : "8-4-2-1", "1 из m", Грэя, Джонсона и их связь.

Основные тождества и функции алгебры логики. Операции инверсии, коньюнкции, дизьюнкции и их связь. Отношения эквивалентности, теорема Моргана и ее доказательство. Понятие о функциях алгебры логики (ФАЛ), основные свойства, правило записи наборов аргументов, общее количество ФАЛ.

Функционально-полные наборы, элементы многоступенчатой логики. Базис "И","ИЛИ","НЕ". Доказательство полноты базисов Пирса и Шеффера, элементы "2И-НЕ", ""2ИЛИ-НЕ" и их связь. Определение элемента многоступенчатой логики, его функциональная полнота.

Способы задания ФАЛ и их связь. Словесный, табличный и аналитический способы. Формы аналитической записи : ДНФ, СДНФ. Основная теорема булевой алгебры, правило перехода от табличного задания ФАЛ к аналитическому.

Методика синтеза КЦА. Способы кодирования входных и выходных переменных, переход от словесного к табличному представления, запись в СДНФ, переход к ДНФ, составление схемы в требуемом базисе.

Минимизация ФАЛ, метод Квайна. Понятие о смежных минтермах, математический критерий минимизации, операции склеивания и поглощения смежных минтермов.

Минимизация ФАЛ, метод Вейча-Карно. Виды диаграмм Вейча, алгоритм минимизации, Примеры для 2, 3, 4, 5 переменных.

Основные виды комбинационных цифровых автоматов, особенности

Дешифратор для семисегментного индикатора, особенности синтеза. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Мультиплексеры, особенности синтеза. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Цифровые компараторы, метод эвристического синтеза. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Одноразрядный полный сумматор, особенности синтеза. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Цифровые последовательностные автоматы

Особенности функционирования синхронного D-триггера с динамическим управлением на примере К155ТМ2, анализ работы. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Универсальный JK-триггер на примере К155ТВ1, анализ работы. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Методика синтеза синхронных счетчиков, синтез синхронного суммирующего двоичного счетчика с Ксч=8 в коде “4-2-1” на JK-триггерах, анализ работы. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Особенности синтеза реверсивных синхронных счетчиков, примеры. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Методика синтеза асинхронных счетчиков, на примере синтеза асинхронного суммирующего двоичного счетчика с Ксч=8 в коде “4-2-1” на D-триггерах. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Особенности синтеза реверсивных асинхронных счетчиков, примеры. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Регистры, классификация. Методика синтеза регистров памяти, примеры. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы

Синтез регистров сдвига в сторону старших разрядов, пример. Определение, таблица функционирования, минимизация, составление электрической принципиальной схемы