Формируют ли цифровые микросхемы цифры?

June 24, 2014 by admin Комментировать »

До этого мы рассматривали, в основном, устройства, которые называют аналоговыми Напряжения и токи в этих устройствах имеют любые значения, образуя непрерывный спектр величин Цифровые устройства предназначены для работы с сигналами двух уровней, высоким и низким Величина напряжения может разниться в разных сериях цифровых микросхем: для ТТЛ серии уровень высокого напряжения сигнала определён в 25 В, низкого в 05 В А микросхемы, созданные на базе полевых транзисторов, имеют высокий уровень близкий к напряжению питания, а низкий близкий к нулю

Основное назначение цифровых устройств – считать Во всяком случае, так было задумано при их создании Сегодня цифровые микросхемы выполняют намного больше работы: они считают, передают информацию, развлекают нас музыкой и  фильмами, управляют процессами на производстве и полетами космических аппаратов к дальним планетам

Двум уровням, используемым в цифровых микросхемах, можно сопоставить две цифры: 0 и 1 Таким образом, можно сказать, что цифровые микросхемы формируют две цифры А с помощью этих цифр можно записать любое число

Рис 131 Число, формируемое микросхемой 7400

Так микросхема 7400 (отечественный аналог К155ЛА3) формирует число 1011 Если перевести его на понятный нам язык десятичных чисел, то это будет число 11 Но пока то, что делает микросхема, не понятно ни ей, ни нам

Прежде, чем разобраться, как и зачем микросхемы формируют числа, вернёмся ненадолго  к аналоговым микросхемам Мы уже говорили об операционных усилителях Они прекрасно справляются с формированием непрерывного ряда значений напряжений, что позволяет использовать их, скажем, для усиления низкочастотных сигналов Но операционный усилитель может формировать и двухуровневый сигнал Вот пример

На инверсный вход операционного усилителя мы подаём постоянное напряжение, снимаемое  со  стабилитрона D1

На прямой вход микросхемы приходит линейно нарастающее напряжение от генератора V2

Когда напряжение на прямом входе станет выше напряжения на стабилитроне, выход операционного усилителя изменит состояние, переходя с низкого уровня (нулевое напряжение) на высокий (напряжение питания)

Рис 132 Формирование двухуровневого сигнала микросхемой LM124

По такому принципу формируют сигналы специальные устройства, которые называются компараторы – устройства сравнения Они сравнивают два напряжения, подаваемые на их входы, и формируют на выходе логические значения ноль и единица, зависящие от соотношения входных сигналов

Причём же здесь цифровые микросхемы Я ещё раз хотел подчеркнуть внутреннее устройство базовых элементов цифровых микросхем, о котором мы уже говорили, чтобы больше к этому не возвращаться

Обратимся к числам в двоичной системе счисления (числам, представленным двумя цифрами, единицей и нулём) Возможность выражать любое число с помощью двух цифр, перенесённая на два значения напряжения, это и есть физическая сущность цифровых микросхем

Итак, цифровая микросхема формирует две цифры, «логическую единицу» и «логический ноль» Но и ноль, и единица не только цифры, но и числа Так что, можно сказать, что на выходе каждого из элементов микросхемы 7400 формируются два числа Но ни запоминать их, ни считать эта микросхема не умеет

Запоминать своё состояние может другое цифровое устройство, которое называется триггером

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты