Записи с меткой ‘теория’

Самый простой триггер

June 27, 2010

Самый простой триггер можно получить, если в схемах одновибраторов на рис. 16.7 удалить RC-цепочку и соединить напрямую выход первого элемента со входом второго. Если схема находится в состоянии, при котором на выхо­де уровень логической единицы, то кратковременная подача отрицательного уровня на вход, как и в случае одновибратора, перебросит выход в состояние логического нуля. Но теперь уже нет конденсатора, который осуществляет отрицательную обратную связь и в конце концов возвращает схему в исход­ное состояние, потому в этом состоянии схема останется навечно, если мы что-то не предпримем. Чтобы вернуть ее в исходное состояние, надо подать точно такой же сигнал, но на вход второго элемента, который (вход) в схеме одновибратора у нас отсутствует. Если мы его введем, то получим симмет­ричную схему с двумя входами, которые обозначаются буквами R и S (от слов Reset и Set, то есть «сброс» и «установка»). Само же устройство носит название RS-триггера. Оба варианта такой схемы на элементах «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ» показаны на рис. 16.8.

» Читать запись: Самый простой триггер

Одновибраторы

June 27, 2010

Одновибратор — это устройство, которое по внешнему сигналу вьщает один-единственный импульс определенной длительности, не зависящей от дли­тельности входного импульса. Запуск происходит либо по фронту, либо по спаду входного импульса. Для одновибратора без перезапуска возникновение на входе нового перепада напряжений той же полярности во время действия выходного импульса игнорируется, для одновибратора с перезапуском дли­тельность выходного импульса в этот момент начинает отсчитываться зано­во. Как и в случае мультивибраторов, существует огромное количество схе­мотехнических реализаций этого устройства. Мы подробно изучим вариант схемы без перезапуска, который получается небольшой модификацией схем выделения фронта по рис. 16.6, бив— нужно только ввести в них положи­тельную обратную связь, которая будет фиксировать состояние выхода на время заряда конденсатора.

» Читать запись: Одновибраторы

Генераторы примеры реализации

June 26, 2010

До сих пор мы рассматривали только два способа построения генераторов колебаний — один раз это был релаксационный генератор коротких импуль­сов на однопереходном транзисторе (см. рис. 10.3) для фазового управления тиристорами, второй раз — аналоговый генератор синусоидальных колеба­ний на ОУ (см. рис. 12.6). Был еще «зуммер» из реле, приведенный на рис. 7.3. Теперь рассмотрим релаксационные генераторы прямоугольных им­пульсов на логических микросхемах.

» Читать запись: Генераторы примеры реализации

Мультиплексоры/демультиплексоры и ключи

June 26, 2010

Мультиплексоры/демультиплексоры— важный класс логических схем ма­лой степени интеграции. Мультиплексором называют схему, которая соеди­няет единственный входной вывод напрямую с одним из нескольких выход­ных (как правило, четырех или восьми), в зависимости от поданного на нее двоичного кода (схема «1 -> 8»). Соответственно, демультиплексор осущест­вляет обратную операцию — пропускает сигнал с одного из нескольких вы­водов на единственный выходной (схема «8 1»). Фишка состоит в том, что в КМОП-версии они прекрасно коммутируют не только цифровые, но и ана­логовые сигналы, причем в обе стороны!

» Читать запись: Мультиплексоры/демультиплексоры и ключи

Обработка двоичных сигналов с помощью логических элементов

June 26, 2010

в начале главы мы упоминали, что логические элементы носят еще название вентилей. На самом деле вентиль — это устройство для регулирования пото­ка жидкости или газа. Каким же образом оправдано это название в приложе­нии к нашим схемам? Оказывается, если на один из входов логического эле­мента подавать последовательность прямоугольных импульсов (некую ана­логию потока), а на другой — логические уровни, то в этом случае элемент будет себя вести совершенно аналогично вентилю настоящему.

» Читать запись: Обработка двоичных сигналов с помощью логических элементов

Двоичный сумматор на логических микросхемах

June 26, 2010

Заметим сразу, что схема этого устройства в том виде, в котором мы ее сей­час будем конструировать, сама по себе довольно бесполезна — если вы, ко­нечно, не хотите повторить подвиг советского конструктора Михаила Алек­сандровича Карцева. Он создал в 1970-х годах на микросхемах малой степени интеграции (то есть фактически на отдельных логических элементах) очень удачную ЭВМ под названием М-10, отличившуюся тем, что отдельные ее экземпляры в нашем оборонном комплексе, по слухам, продержались аж до начала нового тысячелетия. При желании повторить такой подвиг, учтите, что основная проблема, которую вам придется решать, состоит вовсе не в том, чтобы такую машину сконструировать схемотехнически — это не самая трудная часть работы. Самое трудное для подобных суперконструкций — решить проблему отвода тепла, выделяемого сотнями тысяч быстродейст­вующих логических микросхем. Суперкомпьютеры Cray на дискретных эле­ментах, выпускаемые в 1980-х годах, даже имели водяное охлаждение.

» Читать запись: Двоичный сумматор на логических микросхемах

Математическая логика и ее представление в технических устройствах

June 26, 2010

Все началось, конечно, с Аристотеля, который жил в IV веке до нашей эры. Когда читаешь вступление к любой популярной книге, посвященной чему угодно— от изящных искусств до биологии, химии, физики и математи­ки, — возникает впечатление, что Аристотель был каким-то сверхчеловеком. В самом деле, гении встречаются, но нельзя же быть гением настолько, что­бы разработать основания вообще всего, на чем зиждется современная циви­лизация! Тем не менее, и авторы не врут, и Аристотель сверхчеловеком не был — тут сыграли роль несколько обстоятельств. Во-первых, знаний было тогда накоплено еще не очень много, и обозреть их все — задача вполне по­сильная для человека острого ума и выдающихся способностей. Во-вторых, Аристотель работал не один, его метод— коллективный мозговой штурм, это просто история донесла до нас фактически одно только его имя:

» Читать запись: Математическая логика и ее представление в технических устройствах

Систематические ошибки

June 26, 2010

Ошибки измерения делятся на случайные (тот самый шум, о котором шла речь ранее) и систематические. Прояснить, что такое систематическая ошиб­ка, можно на следующем примере: предположим, мы немного изменим в схеме по рис. 13.3 сопротивление резистора R2. При этом у нас на опреде­ленную величину сдвинется вся шкала измерений: показания термометра бу­дут соответствовать действительности, только если мы прибавим (или вы­чтем, неважно) некоторую константу к полученной величине: / = /’ + 5, где / — «правильное» значение температуры (оно все же отличается от истинно­го значения из-за наличия случайной ошибки); /’ — показания термометра; 5 — величина систематической ошибки из-за сдвига шкалы. Более сложный случай систематической погрешности — если мы оставим R2 в покое, а не­много изменим R5, то есть изменим наклон характеристики термометра, или, как еще это называют, крутизну преобразования. Это равносильно тому, что мы умножаем показания на некий постоянный множитель к, и «правильное» значение будет тогда определяться по формуле: t = ht\ Эти виды ошибок но­сят название аддитивной и мультипликативной погрешностей.

» Читать запись: Систематические ошибки

Другие распространенные схемы на ОУ

June 26, 2010

Схема аналогового сумматора (рис. 12.5, а) есть одна из та­ких классических схем. Представляет она собой обычный инвертирующий усилитель, на который подается несколько входных напряжений — каждое от своего источника. Легко сообразить, что в этой схеме коэффициент усиле­ния будет для каждого из входов определяться соотношением резистора об­ратной связи R1 и соответствующего входного резистора — так, как если бы остальных входов и не существовало. Потому сигнал на выходе будет равен (усиленной) сумме сигналов на входе (с противоположным знаком).

» Читать запись: Другие распространенные схемы на ОУ

Дифференциальные усилители на ОУ

June 26, 2010

Кроме всего прочего, ОУ имеют замечательное свойство подавлять синфаз­ный входной сигнал. Синфазный сигнал, в отличие от обычного, дифферен­циального— то напряжение, которое действует на оба входа сразу. Это свойство приводит не только к возможности выделять полезный сигнал на фоне значительных наводок, но и, что иногда еще важнее, к подавлению не­стабильности источника питания, ведь изменение напряжения питания рав­носильно действию синфазного входного сигнала.

» Читать запись: Дифференциальные усилители на ОУ

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