Классификация оу в интегральном исполнении

- в зависимости от надёжности работы, стойкости к внешним факторам (температуре, давлению, радиации) и цены:

военного, индустриального или коммерческого исполнения

- по типу корпуса:

пластик, металл, керамика

- классификация по наличию или отсутствию цепей внутренней коррекции.

- кол-ва ОУ в одном корпусе

(один, два или четыре)

- по типу применения,

малошумящие, предусилители, широкодиапазонные и т.д.

Применение

• Предусилители и буферные усилители звукового и видеочастотного диапазона

• Компараторы напряжения

• Дифференциальные усилители

• Дифференциаторы и интеграторы

• Фильтры

• Выпрямители повышенной точности

• Стабилизаторы напряжения и тока

• Аналоговые вычислители

• Аналого-цифровые преобразователи

• Цифро-аналоговые преобразователи

• Генераторы сигналов

• Преобразователи ток-напряжение и напряжение-ток

Усилитель звуковой частоты на операционном усилителе

Аналоговые преобразователи электрических сигналов

Преобразованием электрических импульсных сигналов называется изменение:

- формы импульса

- длительности импульса

- амплитуды импульса

- полярности

- задержки во времени

Преобразования осуществляются с помощью линейных цепей, которые могут быть пассивными и активными. В составе активных цепей содержатся источники питания.

Интегрирующая цепь

Интегратор - это устройство, скорость изменения выходного сигнала которого пропорционально напряжению на входе.

Дифференцирующая цепь

Дифференциатор — это устройство, выходное напряжение которого пропорционально скорости изменения сигнала на входе.

Пассивные интегрирующие и дифференцирующие цепи имеют недостаток: погрешность преобразования электрических сигналов. Для устранения недостатка применяют активные дифференцирующие и интегрирующие устройства.

Активные цепи преобразователей

- Интегратор

- Дифференциатор

Недостатком интеграторов является дрейф на низкочастотном участке АЧХ.

Недостатком дифференциаторов является шумы, устойчивость и параметры АЧХ на высоких частотах.

Логические элементы

— устройства, предназначенные для обработки информации в цифровой форме.

Отрицание, НЕ (инвертор)

Мнемоническое правило для отрицания звучит так:

На выходе будет: «1» тогда и только тогда, когда на входе «0»,

«0» тогда и только тогда, когда на входе «1»

Повторение, ДА

Конъюнкция (логическое умножение). Операция 2И.

Мнемоническое правило для конъюнкции с любым количеством входов звучит так:

На выходе будет: «1» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «1»,

«0» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «0»

Дизъюнкция (логическое сложение). Операция 2ИЛИ.

Мнемоническое правило для дизъюнкции с любым количеством входов звучит так:

На выходе будет: «1» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует«1»,

«0» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «0»

Инверсия функции конъюнкции. Операция 2И-НЕ (штрих Шеффера)

Мнемоническое правило для И-НЕ с любым количеством входов звучит так:

На выходе будет: «1» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует«0»,

«0» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «1»

Инверсия функции дизъюнкции. Операция 2ИЛИ-НЕ (стрелка Пирса)

Мнемоническое правило для ИЛИ-НЕ с любым количеством входов звучит так:

На выходе будет: «1» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «0»,

«0» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «1»

Эквивалентность (равнозначность), 2ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ

Мнемоническое правило эквивалентности с любым количеством входов звучит так:

На выходе будет:«1» тогда и только тогда, когда на входе действует четное количество,

«0» тогда и только тогда, когда на входе действует нечетное количество

Сложение (сумма) по модулю 2 (2Исключающее ИЛИ, неравнозначность).

Инверсия равнозначности.

Мнемоническое правило для суммы по модулю 2 с любым количеством входов звучит так:

На выходе будет:«1» тогда и только тогда, когда на входе действует нечётное количество ,

«0» тогда и только тогда, когда на входе действует чётное количество

Составить таблицу истинности:

Логические элементы реализуются следующими типами интегральных микросхем:

- ТЛ – транзисторная логика

- РТЛ – резисторно-транзисторная логика

- ДТЛ – диодно-транзисторная логика

- ТТЛ – транзисторно-транзисторная логика

- ТЛЭС - транзисторная логика с эмиттерными связями

Диодные логические элементы

Реализация логических функций основана на изменении сопротивления диода с изменением полярности приложенного напряжения:

Реализуются функции И и ИЛИ

Недостатки: - отсутствие усиления

- невысокий коэффициент передачи

Транзисторные логические элементы

Реализация логических функций основана на работе транзистора в ключевом режиме.

Реализуются функции НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ

Достоинство: - большое быстродействие

Недостатки: - низкая помехоустойчивость

- невысокая нагрузочная способность (n ≤ 4)

Логические элементы типа ДТЛ

Представляют из себя диодную логику с транзисторным усилителем.

Реализуются функции И-НЕ, ИЛИ-НЕ, инверсия И-НЕ, инверсия ИЛИ-НЕ

Достоинства: - большая нагрузочная способность (n = 7…10)

- большой коэффициент объединение (m > 10)

- высокое быстродействие

Логические элементы типа ТТЛ

Отличаются от элементов ДТЛ тем, что вместо входных диодов используется многоэмиттерный транзистор.

Достоинство: - большее быстродействие, чем ДТЛ

Логические элементы типа ТЛЭС

Работают по принципу переключения токов при малых изменениях входных напряжений. Элементы ТЛЭС называются переключателями тока.

1

Достоинство: - имеют большее быстродействие, чем ТТЛ

Логические элементы МОП и МДП – структуры

Логические схемы аналогичны транзисторным, но вместо униполярных транзисторов используют биполярные (полевые) с изолированным затвором.

Микропроцессор

- является основным устройством обработки информации в микропроцессорных системах и контроллерах, предназначенных для выполнения вычислений, измерений или управления.

История развития

1972 – появление первого микропроцессора (МП)

1975 – появление персональной ЭВМ (компьютера)

1978 – появление микропроцессорного контроллера (в России – в 1980)

Компьютер работает с участием человека, а контроллер – нет.

Структура микропроцессора.

ША – шина адреса

ШД -  шина данных и команд

УВВ – устройство ввода-вывода

Устройство управления вырабатывает сигнал для всех блоков микропроцессора в соответствии с кодами команд, внешними управляющими сигналами и сигналами синхронизации, а также управляет обменом информацией между микропроцессором, памятью и УВВ. Устройство управления реализует функции начальной установки микропроцессора, синхронизации, прерывании и согласовании быстродействия модулей микропроцессорной системы.