- •Токи в полупроводниках. Дрейф и диффузия.
- •Полупроводниковые диоды.
- •Генератор гармонических колебаний на туннельном диоде.
- •Принцип работы биполярного транзистора и соотношение для его токов.
- •Основные соотношения токов в транзисторе.
- •Основные параметры физической схемы замещения.
- •Зависимость параметров и характеристик от температуры, частоты, и рабочей точки транзистора.
- •Предельно допустимые параметры транзистора.
- •Статистические вах n-канального полевого транзистора с управляющим p-n-переходом.
- •Маркировка транзисторов.
- •Тиристоры.
- •Маркировка тиристоров.
- •Усилители электрических сигналов.
- •5. Амплитудная характеристика усилителя.
- •6. Искажения сигналов в усилителях.
- •Кпд усилителя.
- •Классификация усилителей.
- •Многокаскадные усилители.
- •Режимы работы усилительного элемента.
- •Усилительный каскад на бт.
- •Усилители с обратной связью.
- •Влияние отрицательной обратной связи на параметры и характеристики усилителя.
- •Типы обратной связи.
- •2. Схема с оэ.
- •Эмитерный повторитель.
- •Усилитель с rc связью.
- •Параметры усилителя в области средних частот.
- •Частотная коррекция в области низких частот с использованием частотно-зависимого сопротивления коллекторной цепи.
- •Коррекция в области высоких частот с использованием частотно-зависимых элементов в коллекторной цепи.
- •Избирательные усилители.
- •Избирательные усилители с частотно-зависимыми обратными связями (rc-избирательные усилители).
- •Усилители мощности.
- •Классификация усилителей мощности.
- •Влияние выбора рт на кпд и кни.
- •Безтрансформаторные усилители мощности.
- •Усилители мощности с трансформаторной связью
- •Усилители постоянного тока (упт).
- •У пт с преобразованием входного сигнала.
- •Структурная схема операционного усилителя.
- •Анализ устройств, содержащих оу.
- •Компараторы напряжений.
- •Инвертирующий компаратор.
- •Неинвертирующий компаратор с пос.
- •Быстродействие компаратора с пос.
- •Мультивибратор на оу.
- •Источники питания.
- •Структурная схема стабилизатора параллельного типа.
- •Импульсы источника питания.
- •Импульсные устройства.
- •Мультивибратор
- •Счетчики
- •Регистр
- •Дешифратор
- •Аналогово-цифровые преобразователи.
- •Ацп последовательного счёта.
- •Ацп последовательного приближения.
- •Ацп параллельного типа.
- •Цифро-аналоговые преобразователи.
Мультивибратор
Если в триггере рис.8 одну или обе обратные связи заменить емкостными, то одно или оба устойчивых (статических) состояния равновесия превращаются в неустойчивое, длительность которых будет определяться процессами релаксации зарядом или разрядом конденсаторов в цепях связи. Т.к. эти неустойчивые состояния характеризуются относительно медленными состояниями токов и напряжений, их называют временно неустойчивыми (квазистатическими). Генераторы импульсов с резистивно-емкостными межкаскадными связями, обладающие одним или несколькими квазистатическими состояниями называются мультивибраторами (МВ). МВ могут работать в следующих режимах: ждущем, автоколебательном. В ждущем режиме мультивибратор (ждущий мультивибратор (ЖМ), заторможенный мультивибратор, одно вибратор (ОД)- это все синонимы) обладает одним длительно устойчивым состоянием равновесия, в котором он находится до подачи запускающего импульса. Второе возможное состояние является временно устойчивым. В это состояние МВ переходит под действием запускающего импульса и находится в нем конечное время , после чего автоматически возвращается в исходное.
В режиме автоколебательном мультивибратор (часто под понятием мультивибратора понимается именно этот режим) обладает двумя временно устойчивыми состояниями, которые периодически чередуются. Период колебаний Т=01+02, где01 и 02- время пребывания в первом и втором неустойчивых состояниях.
МВ можно реализовать на транзисторах, операционных усилителях, ЦИМС.
Счетчики
Счетчиком называют устройство, выходные сигналы которого в определенном коде отображают число импульсов, поступивших на счетный вход. Счетчики строятся на основе Т-триггеров, считающих до двух. Устройство, образованное цепочкой из Т-триггеров, сможет подсчитать в двоичном коде 2m импульсов. Каждый из триггеров такой цепи называют разрядом счетчика. Число триггеров m определяют количество разрядов двоичного числа, которое может быть записано в счетчик, а число 2m называют коэффициентом счета Ксч .
Нулевое состояние всех триггеров принимается за нулевое состояние счетчика в целом. Остальные состояния нумеруются по числу поступивших входных импульсов. Если число входных импульсов Nвх превысит коэффициент счета Ксч, то происходит переполнение счетчика и он возвращается в нулевое состояние, а затем повторят цикл работы. Таким образом коэффициент счет характеризует число импульсов, необходимое для выполнения одного цикла. Количество входных импульсов и состояние счета взаимно определены только для первого цикла. В общем случае число М, записано в счетчик, и количество входных импульсов Nвх связаны соотношением
М=Nвх - 1 * Ксч (i=0,1,2...п)
После каждого цикла, в момент переполнения на выходе последнего триггера возникает перепад напряжения. В ряде серийно выпускаемых счетчиков предусмотрены специальные выходы, информирующие как о переполнении (при суммировании входных импульсов) счетчиков. Это свойство (переполнение) используется для создания делителей числа входных импульсов. Если сигналы на входе следуют с частотой fвх , то на выходе счетчика частота следования определяется как fвых= fвх/Ксч . В этом случае коэффициент счета определяют как коэффициент деления Кдел и у счетчика используется или выходной сигнал последнего триггера, или специальный выход переполнения. При использовании в режиме деления других выходов счетчика коэффициент счета не будет равен коэффициенту деления. При анализе работы счетчика в режиме деления промежуточные состояния остальных счетных триггеров, выходы которых задействованы, не учитываются.
Основным эксплуатационными характеристиками счетчика являются его коэффициент счета и быстродействие. Быстродействие оценивается двумя характеристиками: максимальной частотой входного сигнала fмах и временем установления tу. Под максимальной частотой счета входного сигнала понимают ту наивысшую частоту, при которой не возникают сбой в работе устройства. Время установления tуст равно времени между моментом поступления входного сигнала и переходом счетчика в новое устойчивое состояние. Временные свойства счетчиков зависят от временных характеристик триггеров и способа соединения их между собой.
Классификация счетчиков
Цифровые счетчики классифицируют следующим образом:
а) по коэффициенту счета - на двоичные, двоично-десятичные, с переменным коэффициентом деления;
б) по направлению счета- на суммирующие, вычитающие, реверсивные;
в) по способу организации внутренних связей - с последовательным переносом, с параллельным переносом, кольцевые, с комбинированным переносом.
Классификационные признаки независимы и могут встречаться в разных сочетаниях. Суммирующий счетчик может быть выполнен как с последовательным переносом, так и с параллельным переносом и может быть как с двоичным, так и с десятичным коэффициентом счета.
Число, записанное в двоичный счетчик (то есть счетчик с коэффициентом счета Ксч=2m), если известны номера триггеров и состояния их выходов, можно определить по следующему соотношению:
где m - номер триггера; 2i - вес i-ого разряда; Qi - состояние i-ого триггера, принимающее значение 0 или 1.
Введение дополнительных логических связей двоичные счетчики могут быть обращены в недвоичные, для которых Ксч=2m .
В суммирующем счетчике каждый входной сигнал увеличивает число на единицу. В вычитающем наоборот - состояние счетчика с приходом входного импульса на единицу уменьшается. Реверсивный счетчик может работать как в качестве суммирующего, так и вычитающего. Эти счетчики имеют дополнительные входы для задания направления счета.
Счетчики с последовательным переносом представляют собой цепочку триггеров, в которой входной импульс поступает на вход первого триггера, а сигнал переноса передается последовательно от одного разряда к другому. В этих счетчиках используются асинхронные Т-триггеры с прямым или инверсным управлением.
Главное достоинство счетчиков с последовательным переносом - это простота построения. Недостаток - низкое быстродействие, так как сигнал в них распространяется последовательно от ячейки к ячейке. Второй недостаток обусловлен тем, что из-за накопления временных сдвигов на выходах счетчиков появляются кратковременные ложные импульсы, особенно заметные на высоких частотах.
Счетчики с параллельным переносом состоят из синхронных триггеров. Счетные импульсы подаются одновременно на все тактовые входы, а каждый из триггеров цепочки служит по отношению к последующим только источником информационных сигналов. Переключение всех триггеров счетчика происходит синхронно, а задержка переключения всего счетчика равна задержке одного триггера. Эти счетчики характеризуются более высокой помехоустойчивостью, так как в паузах между синхронизирующими импульсами триггеры блокированы.
Счетчик с переменным коэффициентом деления может быть выполнен на базе любого счетчика, к выходам которого подключен логический дешифратор, нагруженный, в свою очередь, на вход К (обнуление) счетчика. Так, например, чтобы счетчик имел коэффициент счета Ксч=10, необходимо выходы R2 и R4 подключить ко входам логического элемента 2И-НЕ, выход которого соединяется со входом К счетчика.