
- •А.И. Тихонов информационно-измерительная техника и электроника
- •Оглавление
- •Глава 1. Электроника – основа построения устройств информационно-измерительной техники 8
- •Глава 2. Информационно - измерительная техника 177
- •Введение
- •Определение
- •1.1.1. Энергетические зоны и физические основы собственной электропроводности полупроводников
- •1.1.2. Электропроводность собственного полупроводника
- •1.1.3. Электропроводность примесных полупроводников
- •1.2. Полупроводниковые диоды и их типы
- •1.2.1. Диоды Шоттки на основе контакта «металл-полупроводник»
- •1.2.2. Выпрямительные диоды
- •1.2.3. Импульсные диоды
- •1.2.4. Варикапы
- •1.2.5. Стабилитроны
- •1.2.6. Высокочастотные диоды и диоды Шоттки
- •1.2.7. Туннельные и обращенные диоды
- •1.3. Оптоэлектронные приборы
- •1.3.1. Фоторезисторы
- •1.3.2. Фотодиоды
- •1.3.3. Светоизлучающие диоды
- •1.3.4. Оптроны
- •1.4. Полупроводниковые приборы без р-n перехода
- •1.4.1. Терморезисторы
- •1.4.2 Варисторы
- •1.4.3. Тензорезисторы
- •1.4.4. Магниторезисторы
- •1.4.5. Холлотроны (датчики Холла)
- •1.5. Биполярные транзисторы
- •1.6. Полевые транзисторы
- •1.7. Тиристоры и их применение в устройствах информационно-измерительной техники и электроснабжения
- •2. Усилители переменного и постоянного тока
- •2.1. Классификация и основные параметры электронных усилителей
- •2.1.1. Классификация эу
- •2.1.2. Параметры эу
- •2.2. Усилительный каскад (ук) на биполярных транзисторах
- •2.2.1. Три схемы включения бпт на ук
- •2.2.2. Принцип работы усилителя на бпт
- •2.2.3. Рабочий режим и элементы схемы
- •2.2.4. Основные статические и динамические параметры
- •2.3. Усилительные каскады на полевых транзисторах
- •2.3.1. Три схемы включения и расчетные параметры
- •2.3.2. Сравнительные данные ук на пт и бпт
- •2.3.3. Применение полевых транзисторов в качестве управляемых ключей и сопротивлений
- •2.4. Усилители с обратными связями
- •2.4.1. Виды обратных связей
- •2.4.2. Усилители напряжения, тока и мощности
- •1. Усилители класса а
- •2. Кпд усилителя класса в
- •3. Практические критерии отличия усилителей
- •2.4.3. Схема оос по напряжению
- •2.4.4. Эмиттерный повторитель
- •2.5. Усилители постоянного тока
- •2.5.1. Требования к усилителям постоянного тока и основные понятия
- •2.5.2. Дифференциальные усилители
- •2.5.3 Операционные усилители
- •2.5.4. Практическое применение операционных усилителей в аналоговых устройствах иит Неинвертирующий усилитель
- •Инвертирующий оу
- •3. Дискретные (импульсные) устройства
- •3.1. Основные параметры импульсных сигналов
- •3.2. Электронные ключи и формирователи импульсов
- •3.3. Компараторы и триггеры на оу и бпт
- •3.4. Импульсные генераторы на оу
- •3.5. Логические элементы
- •4. Элементы интегральной электроники-основа построения современных устройств иит
- •4.1. Комбинационные логические схемы
- •4.2. Счётчики и регистры
- •4.3. Запоминающие устройства
- •4.4. Преобразователи кодов
- •4.5. Элементы индикации
- •Тестовые задания по электронике для самопроверки
- •Глава 2. Информационно - измерительная техника
- •1. Средства измерений
- •1.1. Измерения. Основные понятия метрологии. Классификация средств измерений
- •Основные понятия и определения
- •Измерение. Измеряемые величины
- •Физическая величина. Единица физической величины
- •Системы единиц физических величин
- •Меры и наборы мер
- •Измерительные приборы
- •1.2. Виды и методы измерений
- •1.2.1. Классификация видов измерений
- •Виды измерений
- •1.2.2. Обзор методов измерений
- •1.2.3. Методы измерений и их классификация
- •Методы измерений
- •1.3. Основные погрешности измерений
- •Абсолютные и относительные погрешности
- •Погрешности инструментальные и методические, отсчитывания и установки
- •Понятие точности
- •2. Измерительные преобразователи
- •2.1. Измерительная цепь и ее элементы
- •2.2. Простейшие измерительные преобразователи тока и напряжения
- •2.2.1. Шунты
- •2.2.2. Добавочные сопротивления
- •2.2.3. Дополнительные измерительные преобразователи
- •2.3. Измерительные трансформаторы напряжения и тока
- •3. Аналоговые электромеханические приборы Общие сведения
- •Отсчетное устройство аналоговых эип.
- •3.1. Приборы магнитоэлектрической системы
- •3.2. Приборы электромагнитной систем
- •3.3. Приборы электродинамической системы
- •3.4. Приборы индукционной системы Общие сведения
- •3.5. Приборы детекторной системы Амперметры и вольтметры выпрямительной системы.
- •3.6. Приборы термоэлектрической системы
- •3.7. Приборы электростатической системы
- •4. Электронные аналоговые и цифровые измерительные приборы
- •Аналоговые электронные вольтметры Общие сведения
- •Основные узлы аналоговых электронных вольтметров переменного тока
- •Преобразователи амплитудного значения
- •Преобразователи средневыпрямленного значения.
- •4.1. Классификация электронных измерительных приборов
- •4.2. Стрелочные измерительные приборы
- •4.3. Цифровые электронные приборы
- •4.3.1. Цифровые вольтметры
- •Цв прямого преобразования
- •Цифровой вольтметр постоянного тока с времяимпульсным преобразованием
- •Цифровой вольтметр времяимпульсного преобразования с двойным интегрированием
- •4.3.2. Цифровые амперметры и омметры Цифровые амперметры
- •Цифровые омметры
- •4.3.3. Цифровые ваттметры и счетчики электрической энергии
- •Принцип перемножения с помощью шим-аим
- •Импульсный интегратор (ии)
- •4.3.4. Частотомеры-периодомеры Методы измерения частоты
- •Методы измерения периода
- •5. Электронно-лучевые осциллографы
- •Применение электронного осциллографа для измерений
- •6. Измерительные приборы промышленной электроники
- •7. Информационно-измерительные системы
- •Тестовые задания по информационно-измерительной технике
- •Заключение
- •Библиографический список к первой главе
- •Библиографический список ко второй главе
- •Анатолий Иванович Тихонов, канд. Техн. Наук, доцент информационно-измерительная техника и электроника
4.3. Запоминающие устройства
Регистры памяти применяются для хранения информации, представленной в виде двоичного кода. Такие регистры должны по тактовому разрешающему сигналу принимать параллельный код входной информации и хранить его до прихода следующего тактового импульса.
Для построения регистров памяти наиболее удобны D-триггеры. На рис.1 показана схема четырехразрядного регистра памяти К155ТМ5. Он содержит четыре тактируемых потенциалом D-триггера. Если на тактовые входы триггеров подан потенциал С = 1, то информация со входов D1–D4 устанавливает триггеры Т1–Т4 в соответствующие состояния. При С = 0 триггеры хранят запомненную информацию вне зависимости от того, какие потенциалы присутствуют при этом на входах D1–D4.
Регистры памяти могут быть выполнены и на триггерах других типов, например на SR- и JK-триггерах. Однако при этом нужно дополнять каждый триггер инвертором, обеспечивающим подачу на вход R (или К) сигнала, инверсного по отношению к сигналу на входе S (или J). Таким способом мы из SR- и JK-триггеров получали бы D-триггеры, которые затем применяли бы так, как показано на рис. 118. Если подлежащая хранению информация представлена и прямыми, и инверсными значениями сигнала, то упомянутые выше инверторы, естественно, оказываются лишними.
Тактируемые фронтом триггеры могут также использоваться в регистрах памяти. При этом обновление запоминаемой информации будет происходить только в моменты существования соответствующего перепада на тактовом входе.
Рис. 118. Регистр памяти К155ТМ5
Регистры памяти представляют собой простейшие оперативные запоминающие устройства (ОЗУ). В настоящее время разработаны различные типы интегральных ОЗУ довольно большой емкости. Запись информации в определенную ячейку таких ОЗУ и считывание этой информации производится при наборе на адресных входах ОЗУ кода адреса данной ячейки.
4.4. Преобразователи кодов
Преобразователи код – частота (ПКЧ) находят широкое применение в технике частотно-цифрового моделирования и в частотно-цифровых приборах с обратной связью.
Двоично-десятичные делители входной частоты f0 широко применяются для преобразования в частоту двоично-десятичного кода.
Подобный преобразователь с синхронным двоично-десятичным делителем, работающим в коде 8-4-2-1, показан на рис. 119. Для большей наглядности в нижней части рис. 119 показана также схема счетчика, работающего в коде 5-2-1-1, в котором хранится код числа А, преобразуемый в частоту. Необходимо обратить внимание на то, .что старший, четвертый, триггер счетчика числа А управляет пропусканием на выход частотного компонента с младшего, первого, триггера делителя частоты fo, третий триггер счетчика управляет частотным компонентом второго триггера делителя и т. д. При любом значении числа А среднее значение выходной частоты будет Afo/10
так как из каждых десяти импульсов частоты fo на выход ПКЧ будут пропускаться импульсы, число которых равно числу А.
ПКЧ для других двоично-десятичных кодов могут быть построены подобно описанному только что ПКЧ для кода 5-2-1-1. Необходимо лишь в каждом случае подбирать (или синтезировать) такой двоично-десятичный делитель, который бы обеспечивал получение частотных компонентов, соотносящихся между собой так же, как веса двоичных разрядов в преобразуемом двоично-десятичном коде.
Рис. 119. Двоично-десятичный преобразователь код-частота
В заключение обратим внимание на то, что импульсы на выходе рассмотренных ПКЧ следуют в общем случае неравномерно и приведенные соотношения для выходной частоты верны лишь в среднем.