- •В. І. Губар
- •Імпульсна та цифрова електроніка
- •З задачами і вправами
- •Навчальний посібник
- •Передмова
- •1. Сигнали імпульсної техніки. Електронні інтегратори та диференціатори.
- •1.2 Електронні інтегратори.
- •1.3 Диференціатори.
- •1.4 Аналіз імпульсних кіл
- •1.5 Контрольні питання
- •1.6 Задачі.
- •2. Транзисторні ключі
- •2.1 Біполярний транзисторний ключ.
- •Перехідні процеси в транзисторному ключі.
- •2.2 Покращення характеристик транзисторних ключів (тк).
- •Підвищення швидкодії тк.
- •2.3 Ключі на польових транзисторах (пт).
- •2.4 Контрольні питання.
- •3 Генератори імпульсів і перетворювачі напруга-Частота
- •3.1 Транзисторний мультивібратор
- •3.2 Мультивібратори на операційному підсилювачі
- •3.3 Несиметричний мультивібратор
- •3.4 Мультивібратор в режимі очікування на операційному підсилювачі (одновібратор)
- •3.5 Перетворювачі напруга-частота (пнч)
- •3.5.1. Вступ
- •3.5.2. Генератори, керовані напругою (гкн)
- •3.5.3 Пнч з розрядом конденсатора.
- •3 .5.5. Пнч з імпульсним зворотнім зв’язком.
- •3.6 Контрольні питання
- •3.7 Задачі і вправи.
- •Частота зрізу за аналогією зі звичайними фільтрами визначається як
- •4.3. Інтегратори на комутаційних конденсаторах (кк).
- •4.4. Перетворювачі напруги на комутаційних конденсаторах (зарядовий насос).
- •Число періодів перемикання ключа на один період коливання дорівнює:
- •4.6. Псевдодиференційний вхід схем на комутаційних конденсаторах.
- •4.7 Контрольні питання
- •5. Логічні елементи і мінімізація бульових функцій
- •5.1 Бульові функції.
- •5.2 Контрольні питання.
- •5.3 Завдання до самостійної роботи.
- •6. Тригерні схеми і лічильники імпульсів
- •6.1. Тригерні схеми
- •6.1.1 Вступ.
- •6.1.3 Синхронізуємі rs-тригери.
- •6.1.4. Лічильні тригера (т- тригера).
- •6.1.5 Тригер затримки (d-тригер).
- •6.1.6 Універсальний тригер (jk-тригер).
- •6.2 Лічильники імпульсів (лі)
- •6.2.1 Вступ.
- •6.2.2 Суматорний асинхронний лічильник імпульсів.
- •6.2.3 Віднімаючий лічильник імпульсів.
- •6.2.4 Суматорний лічильник зі скрізним переносом.
- •6.2.5 Лічильник імпульсів на jk-тригерах.
- •6.2.6 Реверсивний лічильник імпульсів (рлі).
- •6.2.7 Лічильники імпульсів з к≠2n.
- •6.2.7.1 Лічильники імпульсів зі зворотним зв'язком та їхній синтез.
- •6.2.7.2 Паралельне включення лічильників.
- •6.2.7.3 Лічильники з виявленням деяких кодових комбінацій.
- •6.3 Контрольні питання.
- •6.4 Задачі
- •7. Цифрові комбінаційні схеми
- •7.1 Регістри
- •7.2 Шифратори і дешифратори
- •7.3 Мультиплексори і демультиплексори
- •7.5 Задачі
- •8.Пристрої пам’яті. ПрограмОвАні логічні
- •8.1 Вступ
- •8.2 Напівпровідникові пристрої оперативної пам’яті (поп)
- •8.3 Пристрої постійної пам’яті (ппп)
- •Програмовані ппп
- •Репрограмовані ппп
- •8.4 Пристрій вибірки-зберігання (пвз) аналогового сигналу
- •8.5 Деякі приклади застосування ппп
- •8.6 Програмовані логічні інтегральні схеми (пліс)
- •8.6.3 Пппп в якості пліс
- •8.6.4 Програмована матрична логіка (пмл)
- •8.7 Контрольні питання.
- •8.8 Задачі та вправи
- •9. Література.
- •1. Сигнали імпульсної техніки. Електронні інтегратори та диференціатори 4
6.2.7.3 Лічильники з виявленням деяких кодових комбінацій.
В таких ЛІ є логічна схема (ЛС), яка виявляє певну кодову комбінацію і через формувач Ф формує імпульс скидання лічильника в певний стан.
Рисунок 6.17 Лічильники з виявленням деяких кодових комбінацій.
Перевагою такого способу є те, що він може починати рахунок з нульового стану і таким чином вихідний паралельний двійковий код буде відповідати числу вхідних імпульсів. Цьому ж числу буде відповідати і коефіцієнт перерахування. Можливі варіанти коли лічильник скидається не в нульовий стан. Змінюючи зв'язки в ланцюзі скидання можна керувати коефіцієнтом перерахування.
6.2.8 Приклади практичного застосування лічильників імпульсів.
На рис. 6.18 наведена схема електронного секундоміра з цифровою індикацією.[9] Цифровий лічильник DD4 типу К176НЕ12 ділить частоту кварцового генератора 32768Гц в разів, тому на виході S створюється імпульси частотою 1 Гц або періодом 1 с. Друга ступінь цього лічильника ділить частоту в 60 разів і на його виході М створюються імпульси з періодом 1 хв. Вибір хвилинних або секундних імпульсів можливий перемикачем
SA1.
Лічильник DD1 і DD2 підраховують одиниці і десятки секунд (хвилин), а лічильники DD5 і DD6 – одиниці і десятки хвилин (години). Індикація результатів реалізується світлодіодно – цифровим індикатором HG1…HG4. На світлодіодному індикаторі HG3 включено сегмент індикуючий точку між хвилинами і секундами (або між годинами і хвилинами). Керувати секундоміром можна за допомогою двох тригерів мікросхеми DD2. До входів тригерів під’єднані кнопки SB1…SB3: „Скидання”, „Пуск” і „Стоп”. При натисканні кнопки „Пуск” два тригери мікросхеми DD2 обнуляються і всі лічильники схеми розблокуються і починають відлік. При натисканні кнопки „Стоп” нижній із тригерів DD2 переходить в стан логічної одиниці на виході, при цьому блокується лічильник DD4, припиняється подача секундних або хвилинних імпульсів на лічильники індикації і їх покази фіксуються. Природно, що на панелі приладу розташування цифрових індикаторів повинно бути зворотнім: HG4 повинен бути зліва, HG1 – справа.
Рисунок 6.18 Схема електронного секундоміра з цифровою індикацією
6.3 Контрольні питання.
RS-тригер, схема, режими функціонування.
Інверсний RS-тригер, його відмінності від RS-тригера.
Т-тригера, їх побудова та функціонування.
D-тригер. Чим визначається час затримки?
JK-тригер, схема та його функціонування.
Суматорний лічильник імпульсів.
Віднімаючий лічильник імпульсів
Лічильник імпульсів зі скрізним переносом, час його установлення.
Реверсивний лічильник імпульсів.
Способи побудови лічильників з кількістю станів .
6.4 Задачі
Розробити подільник частоти з двома коефіцієнтами ділення і двома виходами: а) к1 = 10; к2 = 50; б) к1 = 12; к2 = 6; в) к1 = 6, к2 = 3; г) к1 = 3, к2 = 10.
Розробити подільник частоти з перемиканням коефіцієнтів ділення:
а) к = 20; 10; б) к = 36; 6; в) к = 10; 5; г) к = 50; 20.
Розробити реверсивний ЛІ з такою кількістю стиків: а) 24; б) 36; в) 10; г) 40.
Розробити віднімаючий ЛІ з такою кількістю стиків: а) 22; б) 38; в) 12; г) 42.
Створити суматорний ЛІ з двійково-десятичним представленням інформації для лічби такої кількості імпульсів: а) 0 100; б) 0 1000; в) 0 600; г) 0 500.
Розробити реверсивний ЛІ двійково-десятичної системи числення для підрахування імпульсів: а) 0 200; б) 0 1000; в) 0 400; г) 0 700.
Розробити ЛІ із зворотнім зв’язком і визначити його час затримки. Час затримки одного тригера – 10 нс. Кількість станів: а) к = 26; б) к = 46; к = 53; г) к = 82.
Розробити ЛІ з виявленням кодових комбінацій і визначити максимальний час затримки. Час затримки одного тригера – 20нс. Кількість станів: а) к = 23; б) к = 43; в) к = 57; г) к = 78.
Є генератор імпульсів з частотою 120 кГц. Побудувати подільник частоти з двома вихідними частотами: а) 20 кГц і 15 кГц; б) 10 кГц і 8 кГц; в) 12 кГц і 40 кГц; г) 1,2 кГц і 24 кГц.
Побудувати ЛІ на JK-тригерах (рисунок 6.13) з виявленням кодових комбінацій і визначити максимальний час затримки такої схеми. Час затримки ІК-тригера складає 50нс, а логічного елемента “І” – 5нс. Кількість станів ЛІ: а) к = 24; б) к = 42; в) к = 58; к = 76.
Розробити віднімаючий ЛІ зі скрізним переносом (див. рисунок 6.12) для такої кількості станів: а) 23; б) 40; в) 29; г) 38.
Створити реверсивний ЛІ зі скрізним переносом (див. рисунок 6.12, 6.14) для такої кількості станів: а) 10; б) 32; в) 20; г) 5.
Розробити суматорний ЛІ зі скрізним переносом з двійково-десятичним представленням інформації для лічби такої кількості імпульсів: а) 0 100; б) 0 1000; в) 0 500; г) 0 600.
Побудувати подільник частоти з можливістю зовнішньої комутації таких значень коефіцієнта ділення частоти: а) 2; 8; 12; 16; б) 2; 8; 10; 16; в) 2; 4; 16; г) 2; 8; 10; 16.
Розробити ЛІ, який міг би лічити імпульси: а) від 0 до 40 або від 10 до 50; б) від 10 до 55 або від 20 до 65; в) від 19 до 43 або від 29 до 53; г) від 6 до 21 або від 16 до 30.
Використовуючи схему віднімаючого ЛІ побудувати подільник з двома коефіцієнтами ділення частоти: а) к1 = 12, к2 = 6; б) к1 = 10, к2 = 20; в) к1 = 3, к2 = 30; г) к1 = 3, к2 = 10.
Розробити реверсивний ЛІ з такою кількістю станів: а) 25; б) 41; в) 100; г) 50.
Розробити двохдекадний ЛІ за: а) суматорною схемою; б) віднімаючою схемою; в) реверсивною схемою; г) суматорною схемою зі скрізним переносом.
Побудувати ЛІ на JK-тригерах (рисунок 6.13) з виявленням кодових комбінацій і визначити максимальний час затримки такої схеми. Час затримки ІК-тригера складає 40нс, а логічного елемента “І” – 4нс. Кількість станів ЛІ: а) к = 10; б) к = 40; в) к = 55; г) двохдекадний ЛІ.
Розробити ЛІ із зворотнім зв’язком і визначити його час затримки. Час затримки одного тригера 20 нс. Кількість станів: а) к = 20; б) к = 40; в) к = 57; г) к = 60.
Є генератор імпульсів з частотою 60 кГц. Побудувати такий подільник частот: а) 6 кГц; 600 кГц; 60 Гц; б) 3 кГц; 300 Гц; 75 Гц; в) 20 кГц; 10 кГц; 6 кГц; г) 15 кГц; 5 кГц; 600 Гц.
Розробити віднімаючий ЛІ, який міг би лічити імпульси: а) від 40 до 0 або від 50 до 10; б) від 55 до 10 або від 65 до 15; в) від 45 до 19 або від 55 до 10; г) від 21 до 6 або від 30 до 15.
Розробити реверсивний ЛІ з такою кількістю станів: а) 20; б) 40; в) 60; г) 80. Передбачити установку лічильника в нульовий стан при суматорному режимі і одиничний стан при віднімаючому режимі.
Розробити двохдекадний ЛІ використовуючи: а) схему на JK-тригерах; б) віднімаючу схему зі скрізним переносом; в) суматорну схему на Т-тригерах; г) реверсивну схему на Т-тригерах.
Розробити реверсивний ЛІ на JK-тригерах для кількості станів: а) 16; б) 32; в) 8; г) 64.