Васильев Л.А. - Конспект лекций
.pdf
81
Таблица истинности ► |
|
|
|
А |
F |
||
|
|||
|
0 |
Х1 |
|
|
1 |
Х2 |
Демультиплексор.
Сигналы, поступающие на один вход, передаются в желаемом порядке по нескольким выходам.
Принцип схемы ►
Таблица истинности ►
А |
1 |
& |
F1 |
|
|
|
|
Х |
|
& |
F2 |
|
|
А |
F1 |
F2 |
0 |
Х |
0 |
1 |
0 |
Х |
Цифровой компаратор (схема сравнения).
Принцип схемы на один разряд:
А |
1 |
& |
|
D (A<B) |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
F (A=B) |
|
|
|
& |
|
|
В |
1 |
|
С (A>B) |
|
|
|
|||
|
|
|
82
Лекция 13 ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
13.1 Триггеры
Триггер – устройство с двумя устойчивыми состояниями По способу управления:
–асинхронные;
–синхронные (тактируемые).
13.1.1Асинхронный RS-триггер
S T Q
R |
Q |
Схема на элементах:
переходит в новое состояние немедленно после поступления входного сигнала.
ИЛИ-НЕ И-НЕ
R |
1 |
Q |
S |
& |
S |
Q |
|
& |
|||||
S |
1 |
Q |
R & |
&1 |
Q |
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
Таблица истинности |
Временные диаграммы |
|||||||||||||
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
S |
|
R |
Qn+1 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
R |
|
|
|
|
|
|
||||||||
0 |
|
0 |
Qn |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0 |
1 |
Q |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
0 |
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
1 |
неопределенность |
Q |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
13.1.2 Синхронный RS-триггер
S T Q
С
R |
Q |
срабатывает только при наличии тактового импульса.
83
|
Схема на элементах И-НЕ |
Временные диаграммы |
|||
|
|
& |
|
|
С |
|
S |
& |
Q |
S |
|
|
С |
|
&1 |
|
R |
|
|
& |
Q |
||
|
R |
Q |
|||
|
|
|
|
||
13.1.3 Синхронный D-триггер |
|
||||
С |
T |
Q |
запоминает сигнал на входе D в момент прихода |
||
D |
|
Q |
тактового импульса и хранит его до прихода |
||
|
следующего тактового импульса. |
||||
|
Схема на элементах И-НЕ |
Временные диаграммы |
|||
|
S |
& |
& |
Q |
С |
|
|
||||
|
|
D |
|||
|
|
|
&1 |
|
|
|
С |
& |
|
Q |
|
|
|
Q |
|||
|
|
|
|
||
Таблица истинности |
|
|
|||
D |
Qn+1 |
|
|
Двухтактные D-триггеры: |
|
0 |
0 |
|
|
два тактовых входа (С1 и С2), |
|
1 |
1 |
|
|
С1 – запись информации, |
|
|
|
|
|
С2 – считывание информации. |
|
13.1.4 Синхронный Т-триггер (счетный)
|
|
|
|
|
|
|
|
переключается в противоположное состояние |
||
|
|
S |
T |
|
Q |
|||||
|
|
|
каждым тактовым импульсом: |
|||||||
|
|
Т |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Qn 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
n |
|||
|
|
R |
|
|
|
Q |
|
|||
|
|
|
|
|||||||
84
|
M-S схема Т-триггера |
|
Временные диаграммы |
|||
|
S |
Q1 |
S |
|
Q |
T |
T |
T |
T |
||||
С |
Q1 |
С |
|
|
Q1 |
|
|
R |
R |
|
Q |
||
|
|
|
|
|||
|
Тг1 |
1 |
Тг2 |
|
|
Q |
|
|
|
|
|
||
|
13.1.5 Синхронный JK-триггер |
|
||||
J |
|
|
С |
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
J |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
Q |
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
Таблица истинности ► |
|
J |
K |
|
Qn+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
0 |
0 |
|
Qn |
|
|
|
|
|
1 |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
Qn |
|
|
|
Схемы на основе |
S |
J |
T |
Q |
|
|
J |
Q |
J-K-триггера ► |
С |
С |
|
С |
|
T |
|
|
|
|
|
С |
|
||||
|
R |
K |
|
Q |
D |
|
1 K |
Q |
|
|
R-S-триггер |
|
|
|
D-триггер |
|
|
|
|
J |
T |
Q |
|
+ |
J |
Q |
|
|
|
|
|||||
|
T |
С |
|
T |
|
T |
|
|
|
|
|
|
С |
|
|||
|
|
K |
|
Q |
|
|
K |
Q |
|
|
Т-триггер |
|
|
|
Т-триггер |
|
|
85
13.2 Счетчики импульсов
Назначение: для подсчета импульсов (код на выходе счетчика соответствует количеству поступивших на вход импульсов)
Основной показатель: коэффициент счета Ксч.
По значению Ксч : ♦ двоичные счетчики Ксч = 2N; ♦ счетчики с Ксч ≠ 2N.
По организации счета: ● суммирующие;
●вычитающие;
●реверсивные.
13.2.1Двоичные счетчики
Суммирующий счетчик
S |
СТ |
1 |
Q1 |
|
Ксч = 2N |
|
+1 |
2 |
Q2 |
|
N – количество разрядов |
||
R |
|
4 |
Q3 |
|
||
|
|
|
|
Q1 |
Q2 |
Q3 |
|
T |
S |
T |
S T |
S |
T |
|
Т |
|
Т |
Т |
|
|
|
|
R |
|
R |
R |
|
N = 3 |
сброс |
|
|
|
|
|
Временные диаграммы ► |
Т 1 2 |
3 4 5 6 7 8 |
||||
|
|
|
|
|
Q1 |
|
Q2
Q3
|
|
|
|
|
|
|
86 |
Таблица состояний ► |
Т |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
3 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
6 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
8 |
0 |
0 |
0 |
|
Вычитающий счетчик |
|
|
|
|
|
||
S |
1 |
Q1 |
|
|
|
|
|
-1 СТ |
2 |
Q2 |
|
|
|
|
|
R |
4 |
Q3 |
|
|
Q1 |
Q2 |
|
|
|
|
|
|
Q3 |
||
|
|
|
T |
R T |
|
R T |
R T |
|
|
|
Т |
|
Т |
Т |
|
|
|
|
|
S |
|
S |
S |
N = 3 |
|
|
сброс |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|
|
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
Таблица состояний ► |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
||
2 |
1 |
0 |
1 |
|
|||
|
|
|
3 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
4 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
6 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
7 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
8 |
1 |
1 |
1 |
|
87
13.2.2 Счетчики с Ксч ≠ 2 |
|
|
|||
Создается на основе двоичного счетчика при исключении |
|||||
|
|
избыточных состояний S = 2N – Kсч . |
|||
Исключение избыточных состояний: |
принудительным насчетом; |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
принудительным сбросом. |
|
Пример: десятичный суммирующий счетчик |
|
||||
а) с принудительным насчетом |
|
|
|||
сброс |
|
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
|
|
|
|
|
|
T |
R |
T |
R T |
R T |
R T |
Т |
|
Т |
Т |
Т |
|
|
S |
|
S |
S |
S |
Таблица состояний |
|
|
|
|
|
T |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
T |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
8* |
1 |
1 |
1 |
0 |
9 |
1 |
1 |
1 |
1 |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
б) с принудительным сбросом |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Q1 |
|
Q2 |
Q3 |
|
Q4 |
T |
S |
T |
S |
T |
S |
T |
S |
T |
Т |
|
Т |
|
Т |
|
Т |
|
|
|
R |
|
R |
|
R |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
& |
|
|
88
13.2.3 Примеры применения счетчика импульсов
Делитель напряжения
|
Кдел = 2N |
|
S |
1 |
S |
1 |
|
|
|
|
СТ |
СТ |
|
||||
|
fвых = fвх / Кдел |
fвх +1 |
2 |
+1 |
2 |
|
||
|
4 |
4 f |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
R |
|
R |
|
вых |
N = 7; Кдел = |
128. |
8 |
8 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||
Распределитель импульсов |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
Сигнал появляется на выходе, |
|
|||
S |
1 |
1 |
2 |
|
||||
СТ |
2 |
DС 3 |
соответствующем количеству |
|
||||
|
2 |
4 |
|
|||||
Т +1 |
|
|
5 |
поступивших импульсов. |
|
|||
4 |
3 |
6 |
|
|||||
R |
7 |
|
|
|
|
|
||
8 |
4 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
Аналого-цифровой преобразователь |
|
|
|
|
||||
МВ |
С |
СТ |
1 |
Q1 |
|
u |
2 |
ЦАП |
|||||
uвх |
|
|
4 |
Q2 |
0 |
|
|
|
Q3 |
|
|||
+ |
|
8 |
|
|||
К |
|
|
Q4 |
|
||
|
|
|
|
|||
СИ – цифровой аналог ГЛСН.
u |
|
|
|
|
uвх |
|
|
|
|
u0 |
1000 |
1011 |
1010 |
111 |
|
||||
|
|
|
|
t |
89
13.3 Регистры
Назначение: для хранения и преобразования двоичной информации. Виды регистров:
♦накопительные (регистры памяти);
♦сдвигающие.
Регистр памяти
X1 |
D |
T |
|
С |
|
X2 |
D |
T |
|
С |
|
X3 |
D |
T |
|
С |
|
X4 |
D |
T |
Y1 |
С |
|
Y2 |
|
|
&
запись: Y1 = 1;
&
хранение: Y1 = Y2 = 0;
&считывание: Y2 = 1.
&
Регистр сдвига
|
|
Q1 |
|
Q2 |
Q3 |
Q4 |
X |
D |
T |
D T |
D T |
D |
T |
i |
|
|
|
|
|
|
0101 |
С |
|
С |
С |
С |
|
С |
|
|
|
|
|
|
№ такта |
Хi |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
4 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
90
Раздел 3
СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Лекция 14 ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
14.1 Структура источников питания
Схемы источников питания:
трансформаторные:
нулевая;
мостовая;
с многократным преобразованием энергии.
бестрансформаторные:
импульсные постоянного тока;
импульсные переменного тока;
с повышением напряжения.
14.2Трансформаторные схемы
Сеть |
В |
Ф |
СН |
Uвых |
Тр |
14.2.1 Нулевая схема выпрямления
Работа при активной нагрузке
|
|
ia |
i |
Тр |
VD1 |
|
||
|
1 |
|
|
|
u2-1 |
U1 |
|
u2-2 |
|
|
|
|
|
VD2 |
i0
ZH 
U0