19 Обратные связи в усилителях.

Под обратной связью в усилителях понимают воздействие электрической цепи усилителя, при котором часть выходного сигнала подается на вход усилителя. Обратные связи в усилителях обычно создают специально, но иногда они возникают за счет паразитных ёмкостей, внутренних сопротивлений источников питания и др. Такие обратные связи называют паразитными. Если при наличии обратной связи входной сигнал складывается с сигналом обратной связи, в результате чего в усилитель поступает увеличенный сигнал, то такую обратную связь называют положительной. Если после введения обратной связи сигналы на входе и на выходе усилителя уменьшаются, что обусловлено вычитанием сигнала обратной связи из входного сигнала, то такую обратную связь называют отрицательной.

Различают последовательные обратные связи, когда цепи обратной связи включают последовательно с входными цепями усилителя, и параллельные обратные связи, когда цепи обратной связи включают параллельно входным цепям усилителя.

Обратные связи подразделяют на обратные связи по напряжению и по току.

Положительная обратная связь повышает коэффициент усиления усилителя, но практически не применяют в электронных усилителях т.к. ухудшается стабильность коэффициента усиления. Отрицательную обратную связь, несмотря на снижение коэффициента усиления, широко используют в усилителях, т.к. 1) повышается стабильность коэффициента усиления усилителя при изменениях параметров транзисторов; 2) снижается уровень нелинейных искажений; 3) увеличивается входное и уменьшается выходное сопротивления усилителя.

21.

Операционный усилитель

Операционным усилителем (ОУ) называется усилитель напряже­ния, предназначенный для выполнения различных операций с аналого­выми сигналами. Идеальный ОУ является идеальным источником ЭДС, управляемым дифференциальным напряжением с бесконечно большим коэффициентом усиления. ОУ имеет два входа, выход и два вывода для подключения источников питания (рис. 10.20). Инверти­рующий вход обозначается знаком «-» или кружком, неинвертирующий - знаком «+» или без знака рядом с инвертирующим. Положи­тельное и отрицательное напряжения питания имеют одинаковую по модулю величину и отсчитываются от вывода, который является об­щим для входных и выходного сигналов.

И деальный ОУ имеет бесконечно большое входное сопротивле­ние (нулевые входные токи); нулевое выходное сопротивление (выход является идеальным источником ЭДС, нагрузка не влияет на выходное напряжение); бесконечно большие коэффициенты подавления синфаз­ного сигнала и усиления дифференциального сигнала; бесконечно большой диапазон частот усиливаемых сигналов

22

Логические элементы. Основные логические операции: И, ИЛИ, НЕ.

Л о г и ч е с кие элементы вместе с запоминающими элементами составляют основу устройств цифровой (дискретной) обработки информации — вычислительных машин, цифровых измерительных приборов и устройств автоматики. Логические элеметы выполняют простейшие логические операция над цифровой информацией, а запоминающие элементы служат для ее хранения.

Логическая операция преобразует но определенным правилам входную информацию в выходную. Логические элементы чаще всего строят на базе электронных устройств, работающих в ключевом режиме. Поэтому цифровую информацию обычно представляют в двоичной форме, в которой сигналы принимают только два значения: "0" («логический нуль») и "1" («логическая единища) соответствующие двум состояниям ключа.

Логические преобразования двоичных сигналов включают три элементарные операций:

1) логическое сложение (дизъюнкцию), либо операцию ИЛИ, обо-

значаемую знаками "\/" или «+»:

2) логическое умножение (конъюнкцию), либо операцию И обозначаемую знаками "/\", "-" или написанием переменных рядом без

знаков разделения:

3) логическое отрицание (инверсию), либо операцию НЕ, обозначаемую чертой над переменной:

Правила выполнения логических операций над двоичными переменными для случая двух переменных имеют следующий вид:

Самостоятельное значение имеет логическая операция ЗАПРЕТ, которая оимволически записывается в виде

Логические элементы, реализующие операцию ИЛИ, называют элементами ИЛИ и обозначают на функциональных схемах, как показано на рис. 10.21, о. Выходной сигнал F элемента ИЛИ равен едини-

це, если хотя бы на один из л входов подан сигнал Логические элементы, реализующие онерацио И, называют элементами И, либо схемами совпадения и обозначают, как показано на ряс. 10.21, б. Выходной сигyал F элемента И равен единице, если одновременно на все n входов подан сигнал «1». Операция НЕ реализуется логическим элементом НЕ или инвертором, обозначение которого приведено на рис. 10.21, а.Логический элемент ЗАПРЕТ имеет в простейшем случае лишь два входа, называемые разрешающим (вход Х₁) и запрещающим (вход X₂). Выходной сигнал повторяет сигнал на разрешающем входе X₁,

если X₂ = 0. При Х₁ = 1 на выходе возникает сигнал "0" независимо от значения Х₁. Стандартное условное обозначение элемента ЗАПРЕТ приведено на рис. 10.21, г.

Помимо рассмотренных логических элементов на практике широко применяют комбинированные элементы, реализующие две и более логических операций, например элементы И—НЕ (рис. 10.21, д),_ИЛИ—— НЕ (ряс. 10.21, е).

Первый из них выполняет операцию

а второй — операцию

Логические элементы обычно выполняют на полупроводниковых приборах, а в последнее время — на интегральных микросхемах. В зависимости от вида используемых сигналов логические элементы делят на потенциальные иимпульсные. В потенциальных элементах логические "0" и "1" представляются двумя разными уровнями электрического потенциала, а в импульсных — наличием или отсутствием импульсов. Наибольшее распространение получили потенциальные элементы.

Простейшие логические элементы И и ИЛИ могут быть построены на основе диодных ключей. В качестве элемента НЕ обычно служит транзисторный ключ (см. рис. 10.13, о), обладающий инвертирующими свойствами. В зависимости от компонентов, из которых построены логические элементы И или ИЛИ, различают четыре типа логических элементов (четыре типа «логики»):

1) резисторно транзисторные (РТЛ);

2) днодно-транзнсторные (ДТЛ);

3) транзисторно-транзисторные (ТТЛ); ; .

4) транзисторные (ТЛ).

24.

Логические элементы вместе с запоминающими элементами составляют основу устройств цифровой (дискретной) обработки информации — вычислительных машин, цифровых измерительных приборов и устройств автоматики. Логические элементы выполняют простейшие логические операции над цифровой информацией, а запоминающие элементы служат для ее хранения.

Логическое умножение (конъюнкция), либо операция И, обозначается знаками «^» «.» или написанием переменных рядом без знаков разделения: F=X₁ ^ X₂ ^ X₃ ^…^ X_n

Правило выполнения логической операций над двоичными переменными для случая двух переменных имеет следующий вид: Операция И

0 ^ 0 = О

0 ^ 1 = О

1 ^ 0 = О

1 ^ 1 = 1

Логические элементы, реализующие операцию И, называют элементами И, либо схемами совпадения и обозначают, как показано на рис

Выходной сигнал Р элемента И равен единице, если одновременно на все n входов подан сигнал 1.

В зависимости от вида используемых сигналов логические элементы делят на потенциальные и импульсные. В потенциальных элементах логические «0» н «1» представляются, двумя разными уровнями электрического потенциала, а в импульсных — наличием или отсутствием импульсов. Наибольшее распространение получили потенциальные элементы

В зависимости от компонентов, из которых построены логические элементы И или ИЛИ, различают четыре типа логических элементов (четыре типа «логики»):

1) резисторно-транзисторные (РТЛ);

2) диодно-транзисторные (ДТЛ);

3) транзисторно-транзисторные (ТТЛ);

4) транзисторные (ТЛ).

Для получения логического элемента И диодную сборку включают по схеме рис 10.24, а, если кодирование сигналов соответствует рис. 10.24, б. Действительно, при сигнале «О» на всех входах все диоды открыты, в них и в резисторе R появляются токи, создаваемые источником э.д.c. E и замыкающиеся через источники сигналов, подключенные ко всем входам. Поскольку сопротивление резистора R значительно больше прямого сопротивления диодов, напряжение на выходе оказывается близким к нулю.

Если напряжение на одном из входов соответствует логической «1» (Е > Е₁), то соответствующий диод закрывается, однако остальные диоды открыты и на выходе по-прежнему имеется сигнал «О». Сигнал

«1» появится на выходе только тогда, когда на все входы будет воздействовать сигнал «1», все диоды окажутся закрытыми, ток через резистор будет равен нулю и u_вых == E₁.

Диодная сборка типа К2ЛП173 хотя и относится к серии 217 гибридных тонкопленочных ДТЛ-элементов, но не содержит транзисторов.