Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Васильев Л.А. - Конспект лекций

.pdf
Скачиваний:
69
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
1.4 Mб
Скачать

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

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