сумматоры

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Сумматоры –– функциональные узлы, выполняющие сложение чисел. Подразделяются на:

- комбинационные (нет памяти);

- накопительные.

Полусумматор имеет 2 входа и 2 выхода. Используется для суммиро-вания младших разрядов, т.к. не имеет выхода для переноса.

Полный сумматор состоит из двух полусумматоров: 1-й служит для сложения двух чисел, принадлежащих одному разряду, 2-й складывает промежуточную сумму с переносом. Входы можно менять местами.

Сумматоры ТТЛ.

Предназначен для построения многоразрядных схем сложения и вычитания с параллельной обработкой входной информации и последовательной передачей сигналов переноса. Для каждого слагаемого А и В имеется по 4 входа.

Элементы входной логики объединены цепью монтажное &, поэтому сигналы на входы А3

и В3 должны поступать с устройств с открытыми коллекторами.Благодаря усложненной входной логике, сумматор обладает большими функциональными

возможностями. Многоразрядные сумматоры и вычитатели на его основе организуются без дополнительных элементов и могут работать в положительной и отрицательной логике. Удобен длясхем с последовательным суммированием. Прямые и инверсные входы принадлежащие каждому

из слагаемых одновременно не используются. Когда в работе А1, А2, В1, В2 на А3, А4, В3, В4 подаем высокий уровень. При использовании в качестве рабочих А3, А4, В3, В4 на остальные подаем «0».

3) Полупроводниковые диоды Диодом называется полупроводниковый прибор с одним p-n -переходом и 2-мя выводами, с помощью которых он соединяется с внешней электрической цепью.Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n -перехода.Основные характеристики и параметры диодов:

Вольт-амперная характеристика
Максимально допустимое постоянное обратное напряжение
Максимально допустимое импульсное обратное напряжение
Максимально допустимый постоянный прямой ток
Максимально допустимый импульсный прямой ток
Номинальный постоянный прямой ток
Прямое постоянное напряжение на диоде при номинальном токе (т. н. «падение напряжения»)
Постоянный обратный ток, указывается при максимально допустимом обратном напряжении
Диапазон рабочих частот
Ёмкость
Пробивное напряжение (для защитных диодов и стабилитронов)
Тепловое сопротивление корпуса при различных вариантах монтажа
Максимально допустимая мощность рассеивания

Выпрями́тельные дио́ды — диоды, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный. Полупроводнико́вый стабилитро́н, или диод Зенера — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя^[1]. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивлениевесьма высоко^[1]. Варикап полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n перехода от обратного напряжения. Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др. Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Фотодио́д — приёмник оптического излучения^[1], который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет вэлектрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе. 5) Схема включения и основные характеристики транзистеров Параметры транзистора делятся на собственные (первичные) и вторичные. Собственные параметры характеризуют свойства транзистора, независимо от схемы его включения. В качестве основных собственных параметров принимают:

коэффициент усиления по току α;
сопротивления эмиттера, коллектора и базы переменному току r _э, r _к, r _б, которые представляют собой:

r _э — сумму сопротивлений эмиттерной области и эмиттерного перехода;
r _к — сумму сопротивлений коллекторной области и коллекторного перехода;
r _б — поперечное сопротивление базы.

Эквивалентная схема биполярного транзистора с использованием h -параметров. Вторичные параметры различны для различных схем включения транзистора и, вследствие его нелинейности, справедливы только для низких частот и малых амплитуд сигналов. Для вторичных параметров предложено несколько систем параметров и соответствующих им эквивалентных схем. Основными считаются смешанные (гибридные) параметры, обозначаемые буквой «h». Схема включения с общей базой Усилитель с общей базой.

Среди всех трех конфигураций обладает наименьшим входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой коэффициент усиления по напряжению. Фаза сигнала не инвертируется.
Коэффициент усиления по току: I _вых/ I _вх = I _к/ I _э = α [α<1].
Входное сопротивление R _вх = U _вх/ I _вх = U _бэ/ I _э.

Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора. Схема включения с общим эмиттером]

I _вых = I _к I _вх = I _б U _вх = U _бэ U _вых = U _кэ

Коэффициент усиления по току: I _вых/ I _вх = I _к/ I _б = I _к/(I _э-I_к) = α/(1-α) = β [β>>1].
Входное сопротивление: R _вх = U _вх/ I _вх = U _бэ/ I _б.

Схема с общим коллектором]

I _вых = I _э I _вх = I _б U _вх = U _бк U _вых = U _кэ

Коэффициент усиления по току: I _вых/ I _вх = I _э/ I _б = I _э/(I _э-I_к) = 1/(1-α) = β [β>>1].
Входное сопротивление: R _вх = U _вх/ I _вх = (U _бэ + U _кэ)/ I _б.

7) Полевой транзистор с управляемым р-n переходом Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован (то есть отделён в электрическом отношении) от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении. Такой транзистор имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении (см. рис. 1). При изменении обратного напряжения на p-n переходе изменяется его толщина и, следовательно, толщина области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда. Область, толщина и поперечное сечение которой управляется внешним напряжением на управляющем p-n переходе и по которой проходит управляемый ток основных носителей, называют каналом. Электрод, из которого в канал входят основные носители заряда, называют истоком (Source). Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком (Drain). Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором (Gate). Проводимость канала может быть как n-, так и p-типа. Поэтому по типу проводимости канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом. Полярность напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны. Управление током стока, то есть током от внешнего относительно мощного источника питания в цепи нагрузки, происходит при изменении обратного напряжения на p-n переходе затвора (или на двух p-n переходах одновременно). В связи с незначительностью обратных токов p-n перехода мощность, необходимая для управления током стока и потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, оказывается ничтожно малой. 9) Электронные уселители. Основные параметры. Усилители - устройства, предназначенные для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения, тока, мощности). Усилитель имеет входную цепь, к которой подводится усиливаемый сигнал, и выходную цепь, с которой выходной сигнал снимается и подается в нагрузку. Амплитудно-частотная характеристика отражает зависимость модуля коэффициента усиления U K, определяемого для синусоидального входного сигнала от частоты. Однако очень редко один усилительный каскад обеспечивает требуемый коэффициент усиления. Поэтому применяют много каскадные усилители с конденсаторной связью между каскадами, общий коэффициент усиления которых определяется как произведение коэффи- циентов усиления всех каскадов Каскады рассчитываются последовательно от оконечного к первому. Оконечный каскад обеспечивает получение требуемой мощности сигнала на нагрузке í R. По коэффициенту усиле- ния оконечного каскада определяют параметры его входного сигнала, являющиеся исходными для расчета предоконечного каскада и.т.д. Наличие в схеме усилителя конденсаторов и зависи- мость параметров усилителя от частоты приводит к тому, что при изменении частоты входного сигнала напряжение на выходе усилителя изменяется не только по амплитуде, но и по фазе. Поэтому второй характеристикой усилителей является фазо-частотная характеристика (ФЧХ), определяющая зависимость угла фазового сдвига от частоты. Усилительный каскад задерживает сигнал на какое-то время. Каждые гармонические составляю- щие задерживаются на разное время. Амплитудная характеристика усилителя (реальная): По амплитудной характеристике можно выделить следующие основные параметры уси- лителя: 1. Коэффициент усиления по току 2. Коэффициент усиления по напря- 3. Коэффициент усиления по мощности âû õ 4. Чувствительность усилителя— минимальное значение входного сигнала, при котором полезный сигнал на выходе уже различим на уровне помех (при отношении сигнал - шум) 5. Динамический диапазон - отношение амплитуды максимально допустимого выходного напряжения к минимально допустимому, при которых не возникает искажение 15) суммирующее устройство на основе ОУ Инвертирующий сумматор

Неинвертирующий сумматор

Действие этой схемы в точности соответствует ее названию. Инвертирующий сумматор фор- мирует алгебраическую сумму нескольких напряжений и меняет ее знак на обратный. Если отдельным входным напряжениям надо придать различные веса, то используется схема суммирования с масштабными коэффициентами. Используется для суммирования сигналов, для цифро-аналогового преобразователя. В сумматоре отсутствует взаимное влияние источников сигна- лов. Для инвертирующего сумматора выходное напряжение определяется по формуле ....... 1 2 1 2 (...) î ñ î ñ î ñ âû õ âõ âõ âõn n R R R U U U U R R R      При равенстве входных сопротивлений R 1= R 2= R Uвых=- (Uвх.1+Uвх.2+...+Uвх.n) - для инвертирующего сумматора; R R со.. - для неинвертирующего сумматора... 1 2 1 / (...) î ñ âû õ âõ âõ âõn R R U U U U n      В схеме сумматоров переменным параметром является сопротивление обратной связи R о.с, которое и определяет коэффициент усиления. Формулы приведены для постоянных величин (числовой сумматор) Uвх.1, Uвх.2 и т.д. 21) генератор прямоугольных колебаний (мультивибратор) Мультивибратор — релаксационный генератор сигналов электрических прямоугольных колебаний с короткими фронтами. Термин предложен голландским физиком ван дер Полем, так как в спектре колебаний мультивибратора присутствует множество гармоник — в отличие от генератора синусоидальных колебаний («моновибратора»). Впервые мультивибратор был описан Икклзом и Джорданом в 1918 году. Существуют три типа схем мультивибратора в зависимости от режима работы: нестабильный, или автоколебательный: схема самопроизвольно переходит из одного состояния в другое. При этом не обязателен сигнал синхронизации, если не требуется захват частоты; моностабильный: одно из состояний является стабильным, но другое состояния неустойчиво (переходное). Мультивибратор на некоторое время, определяемое параметрами его компонентов переходит в неустойчивое состояние под действием запускающего импульса. Затем возвращается в устойчивое состояния до прихода очередного запускающего импульса. Такие мультивибраторы используются для формирования импульса с фиксированной длительностью, не зависящей от длительности запускающего импульса. Такой тип мультивибраторов иногда, в литературе, называют одновибраторы или ждущие мультивибраторы. бистабильный: схема устойчива в любом состоянии. Схема может быть переключена из одного состояния в другое с помощью внешних импульсов. Такие устройства называют триггерами, название «мультивибратор» не совсем корректно, так как двусмысленно. 24) основные логические элементы, понятия Логические элементы — устройства, предназначенные для обработки информации в цифровой форме (последовательности сигналов высокого — «1» и низкого — «0» уровней в двоичной логике, последовательность «0», «1» и «2» в троичной логике, последовательности «0», «1», «2», «3», «4», «5», «6», «7», «8» и «9» в десятичной логике). Физически логические элементы могут быть выполнены механическими, электромеханическими (на электромагнитных реле), электронными (на диодах и транзисторах), пневматическими, гидравлическими, оптическими и др. Реализация логических элементов возможна при помощи устройств, использующих самые разнообразные физические принципы:

механические,
гидравлические,
пневматические,
электромагнитные,
электромеханические,
электронные.

Последовательностными называют такие логические устройства, выходные сигналы которых определяются не только сигналами на входах, но и предысторией их работы, то есть состоянием элементов памяти. · Триггер · Счётчик импульсов · Регистр · Венъюнктор · Секвентор 29) Тригеры RS-типа Триггеры – класс устройств, общим свойством которых является способность длительно оставаться в одном из двух (или нескольких возможных) устойчивых состояний и скачком чередо- вать их под воздействием внешних сигналов. Одно из основных применений – запоминание ин- формации. RS-триггер[10][11], или SR-триггер — триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы. При подаче единицы на вход S (от англ. Set — установить) выходное состояние становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход R (от англ. Reset — сбросить) выходное состояние становится равным логическому нулю. Состояние, при котором на оба входа R и S одновременно поданы логические единицы не определено и зависит от реализации, например в триггере на элементах «или-не» оба выхода переходят в состояние логического «0», которое является неустойчивым и переходит в одно из устойчивых состояний при снятии управляющего сигнала с одного из входов. RS-триггер используется для создания сигнала с положительным и отрицательным фронтами, отдельно управляемыми посредством стробов, разнесённых во времени. Также RS-триггеры часто используются для исключения так называемого явления дребезга контактов. RS-триггеры иногда называют RS-фиксаторами[12]. 34) последовательный двоичный счётчик

Счетчики с последовательным переносом представляют собой цепочку триггеров, в кото-рых импульсы, подлежащие счету, поступают на вход 1-го триггера, а сигнал переноса передается последовательно от одного разряда к другому. Достоинства: простота схемы и увеличение разрядности. Недостатки: низкое быстродействие из-за последовательного принципа работы. Двоичные счетчики Схему двоичного счетчика можно получить с помощью формального синтеза, однако более наглядным путем представляется эвристический. Таблица истинности двоичного счетчика — последовательность двоичных чисел от нуля до 2^n-1, где n - разрядность счётчика. Наблюдение за разрядами чисел, составляющих таблицу, приводит к пониманию структурной схемы двоичного счетчика. Состояния младшего разряда при его просмотре по соответствующему столбцу таблицы показывают чередование нулей и единиц вида 01010101..., что естественно, т. к. младший разряд принимает входной сигнал и переключается от каждого входного воздействия. В следующем разряде наблюдается последовательность пар нулей и единиц вида 00110011.... В третьем разряде образуется последовательность из четверок нулей и единиц 00001111... и т.д. Из этого наблюдения видно, что следующий по старшинству разряд переключается с частотой, в два раза меньшей, чем данный. Известно, что счетный триггер делит частоту входных импульсов на два. Сопоставив этот факт с указанной выше закономерностью, видим, что счетчик может быть построен в виде цепочки последовательно включенных счетных триггеров. Заметим, кстати, что согласно ГОСТу входы элементов изображаются слева, а выходы справа. Соблюдение этого правила ведет к тому, что в числе, содержащемся в счетчике, младшие разряды расположены левее старших. 38) дешифратор Дешифра́тор (декодер), англ. Decoder — комбинационная схема, преобразующая n-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код в \ k^n-ичный одноединичный код, где \ k — основание системы счисления. Логический сигнал активен на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k-ичному коду. Дешифраторы являются устройствами, выполняющими двоичные, троичные или k-ичные логические функции (операции). Из логических микросхем, являющихся дешифраторами со входами разрешения можно строить дешифраторы на большее число входов и выходов. Например, из двух полных трёхвходовых дешифраторов можно построить полный дешифратор на 4 входа и 16 выходов. При этом 3 младших бита входного слова подаются на оба дешифратора, а на вход разрешения одного из них (старшего) 4-й бит слова, на вход разрешения второго дешифратора (младшего) логически инвертированный (NOT) 4-й бит слова. 39)Двоично-десятичный дешифратор Дешифратором называется комбинационное устройство, преобразующее n-разрядный дво-ичный код в логический сигнал, появляющийся на том выходе, десятичный номер которого соот-ветствует двоичному коду. Двоичный дешифратор работает по следующему принципу. Пусть дешифратор имеет N входов, на которые подаётся двоичное слово x_{N-1} x_{N-2}... x_0, тогда на выходах формируется код, разрядности меньшей или равной 2^N, где разряд, номер которого равен численному представлению входного слова, становится активным (принимает значение логической единицы, логического нуля или переводится в высокоимпедансное состояние - отключается, что зависит от конкретной реализации дешифратора), все остальные разряды неактивны. Очевидно, что максимально возможная разрядность выходного слова равна 2^N. Такой дешифратор называется полным. Если часть входных наборов не используется, то число выходов меньше 2^N, и дешифратор является неполным. Из логических микросхем, являющихся дешифраторами со входами разрешения можно строить дешифраторы на большее число входов и выходов. Например, из двух полных трёхвходовых дешифраторов можно построить полный дешифратор на 4 входа и 16 выходов. При этом 3 младших бита входного слова подаются на оба дешифратора, а на вход разрешения одного из них (старшего) 4-й бит слова, на вход разрешения второго дешифратора (младшего) логически инвертированный (NOT) 4-й бит слова. 40) шифраторы Шифратор — это комбинационное устройство, преобразующее десятичные числа в двоичную систему счисления, причем каждому входу может быть поставлено в соответствие десятичное чис-ло, а набор выходных логических сигналов соответствует определенному двоичному коду. Шиф-ратор иногда называют «кодером» (от англ. coder) и используют, например, для перевода деся-тичных чисел, набранных на клавиатуре кнопочного пульта управления, в двоичные числа. Если количество входов настолько велико, что в шифраторе используются все возможные комбинации сигналов на выходе, то такой шифратор называется полным, если не все, то непол-ным. Число входов и выходов в полном шифраторе связано соотношением п = 2т, где п — число вхо-дов, т — число выходов. На практике часто используют шифратор с приоритетом. В таких шифраторах код двоич-ного числа соответствует наивысшему номеру входа, на который подан сигнал «1», т. е. на прио-ритетный шифратор допускается подавать сигналы на несколько входов, а он выставляет на вы-ходе код числа, соответствующего старшему входу. Если на всех входах — логическая единица, то на всех выходах также логическая единица, что соответствует числу 0 в так называемом инверсном коде (1111). Если хотя бы на одном входе имеется логический ноль, то состояние выходных сигналов определяется наибольшим номе ром входа, на котором имеется логический ноль, и не зависит от сигналов на входах, имеющих меньший номер. 41) мультиплксор Mультипле́ксор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов. Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Мультиплексоры могут использоваться для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информационные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой последовательности, чтобы к выходу поочередно подключались входы, начиная с первого и заканчивая последним. Схематически мультиплексор можно изобразить в виде коммутатора, обеспечивающего подключение одного из нескольких входов (их называют информационными) к одному выходу устройства. Коммутатор обслуживает управляющая схема, в которой имеются адресные входы и, как правило, разрешающие (стробирующие). В качестве управляющей схемы обычно используется дешифратор. В цифровых мультиплексорах логические элементы коммутатора и дешифратора обычно объединяются. 48) микропроцессоры Развитие микропроцессорной техники и ее использование в народном хозяйстве, научных исследованиях, образовании и других сферах человеческой деятельности является в настоящее время приоритетным направлением научно-технического прогресса. Разработка, производство и эксплуатация такой техники требует подготовки соответствующих специалистов, обладающих до-статочно глубокими знаниями принципов построения, организации и функционирования совре-менных микропроцессорных устройств, комплексов и систем. Такие знания необходимы не только специалистам различных областей вычислительной техники, но и инженерам других специально-стей, связанных с применением микропроцессоров и микроЭВМ. Применение микропроцессоров в автоматизированных системах существенно расширяет их функциональные возможности, облегчает реализацию различных законов оптимального и адап-тивного управления при высокой точности регулирования по основным координатам. В микро-процессорных системах появляются возможности для выполнения функций контроля и диагно-стики, а также возможности для организации защиты устройств в различных аварийных ситуаци-ях. Применение микропроцессоров обуславливает и новые аспекты при проектировании, налад-ке и эксплуатации. Вместо разработки электрических схем аппаратной реализации алгоритмов управления объектом необходимо разрабатывать программу, обеспечивающую реализацию дан-ного алгоритма. При создании автоматических и автоматизированных систем различного назначения в каче-стве устройств обработки информации широко используются два класса средств цифровой техни-ки: 1) устройства с жесткой структурой, выполненные на базе цифровых логических схем; 2) программируемые устройства на базе микропроцессорной техники. Микропроцессор рассчитан на совместную работу с запоминающими устройствами и устройствами ввода-вывода информации. В зависимости от функциональных возможностей мик-ропроцессоры делят на универсальные и специализированные.

⇐ Предыдущая 1 2 34

Date: 2016-02-19; view: 786; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2026 year. (0.356 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию