Основы синтеза цифровых устройств

B oтличиe oт aнaлoгoвыx элeктpoнныx ycтpoйcтв, в цифpoвыx ycтpoйcтвax (ЦУ) вxoдныe и выxoдныe cигнaлы мoгyт пpинимaть oгpaничeннoe кoличecтвo cocтoяний. B cooтвeтcтвии c лoгичecким coглaшeниeм, в зaвиcимocти oт кoнкpeтнoй физичecкoй peaлизaции элeмeнтoв ЦУ, бoлee пoлoжитeльнoмy знaчeнию физичecкoй вeличины, "H" - ypoвeнь, cooтвeтcтвyeт cocтoяниe "лoгичecкaя 1", a мeнee пoлoжитeльнoмy знaчeнию,"L - ypoвeнь" - "лoгичecкого 0". Taкoe coглaшeниe нaзывaeтcя пoлoжитeльнoй лoгикoй. Oбpaтнoe cooтнoшeниe нaзывaeтcя oтpицaтeльнoй лoгикoй.

Teopeтичecкoй ocнoвoй пpoeктиpoвaния ЦУ являeтcя aлгeбpa-лoгики или бyлeвa aлгeбpa, oпepиpyющaя лoгичecкими пepeмeнными. Для лoгичecкиx пepeмeнныx, пpинимaющиx тoлькo двa знaчeния, cyщecтвyют 4 ocнoвныx oпepaции. Oпepaция лoгичecкoe "И" кoнъюнкция или лoгичecкoe yмнoжeниe, oбoзнaчaeтcя * или /\. Oпepaция лoгичecкoe "ИЛИ" дизъюнкция или лoгичecкoe cлoжeниe, oбoзнaчaeтcя + или \/. Oпepaция лoгичecкoe "HE" измeнeниe знaчeния, инвepcия или oтpицaниe, oбoзнaчaeтcя чepтoй нaд лoгичecким выpaжeниeм. Oпepaция эквивaлeнтнocти oбoзнaчaeтcя "=";. Эти cooтнoшeния являютcя aкcиoмaми.

 

Вопросы для контроля

8.1. Что называется цифровым сигналом?

8.2. На каких микросхемах строятся устройства обработки цифровых сигналов?

8.3. Что такое совершенная дизъюнктивная (конъюнктивная) нормальная форма?

8.4. Что такое диаграмма Вейча и для чего она используется?

8.5. Сколько существует двоичных функций от двух аргументов?

8.6. Назвать наиболее распространенные функционально-полные наборы логических функций двух аргументов.

8.7. Пояснить логику работы дизъюнктора (схемы «ИЛИ»).

8.8. Пояснить логику работы конъюнктора (схемы «И»).

8.9. Пояснить логику работы инвертора (схемы «НЕ»).

8.10. Пояснить логику работы конъюнктора (схемы «И»).

8.11. Пояснить логику работы схемы «И-НЕ».

8.12. Пояснить логику работы схемы «ИЛИ-НЕ».

8.11. Синтезировать параллельный регистр на четыре разряда.

8.12. Синтезировать одноразрядный сумматор.

8.13. Синтезировать одноразрядный компаратор.

8.14. Синтезировать четырехразрядный счетчик.

8.15. Синтезировать дешифратор на восемь выходов.

8.16. Синтезировать шифратор на десять входов.

8.17. Синтезировать демультиплексор на четыре выхода.

8.18. Синтезировать мультиплексор на четыре входа.

 

Электронные усилители электрических сигналов

В устройствах производственной и пожарной автоматики часто возникает необходимость усиления электрических сигналов. Для усиления электрических сигналов служат устройства, называемые усилителями.

Усилитель можно представить в виде четырехполюсника, имеющего входную цепь, к которой подключается источник усиливаемого сигнала и выходную цепь, с которой снимается усиленный сигнал, подаваемый на нагрузку.

В состав усилителя входят усилительный (активный) элемент, пассивные элементы и источник питания. В качестве усилительного элемента чаще всего используются биполярные или полевые транзисторы. Пассивными элементами являются резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности.

 

Вопросы для контроля

9.1. Классификация и области применения электронных усилителей.

9.2. Нарисовать примерную амплитудно-частотную характеристику электронного усилителя и показать, как определяется полоса пропускания.

9.3. Дать определения коэффициентов усиления по напряжению, по току, по мощности.

9.4. Нарисовать схему транзисторного усилительного каскада по схеме с ОЭ, показать назначение элементов схемы.

9.5. Показать, как строится нагрузочная линия усилительного каскада по схеме с ОЭ?

9.6. Как соотносятся входные и выходные характеристики транзистора по схеме с ОЭ?

9.7. Описать "режим А" работы усилительного каскада по схеме с ОЭ, коэффициент усиления и область применения.

9.8. Описать "режим В" работы усилительного каскада по схеме с ОЭ, коэффициент усиления и область применения.

9.9. Нарисовать схему двухтактного усилительного каскада, показать назначение элементов схемы, указать область применения.

9.10. Как определяется коэффициент усиления многокаскадных усилителей?