- •В.В. Болгов, в.И. Енин, а.В. Смольянинов
- •Схемотехника
- •В.В. Болгов, в.И. Енин, а.В. Смольянинов Схемотехника
- •Схемотехника
- •Введение
- •После изучения дисциплины необходимо знать:
- •После изучения дисциплины необходимо уметь:
- •В.1. Роль и место курса “Схемотехника” в учебном процессе
- •В.2. Основные направления развития цифровых устройств
- •В.3. Самостоятельная работа студентов и контроль знаний
- •1 . Основы теории логических функций.
- •1.1. Логические функции
- •1.2. Основные законы и тождества алгебры логики
- •1.3. Формы представления логических функций
- •Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
- •Совершенная конъюнктивная нормальная форма
- •Получение логических выражений скнф и сднф
- •1.4. Минимизация логических функций
- •Метод Квайна
- •Метод карт Вейча
- •1.5. Построение и анализ работы логических схем
- •1.6. Построение логических схем с несколькими выходами
- •1.7. Вопросы и задания для самоконтроля
- •2. Интегральные микросхемы
- •2.1. Технологии цифровых интегральных схем
- •2.2. Параметры интегральных микросхем
- •2.3. Логические элементы транзисторно-транзисторной логики
- •2.3.1. Входные каскады ттл микросхем
- •2.3.2. Типы выходных каскадов ттл цифровых элементов
- •Логический выход
- •Элементы с тремя состояниями
- •Выходные каскады с открытым эмиттером
- •Выход с открытым коллектором
- •Основные характеристики микросхем ттл серий
- •2.4. Логические элементы эмиттерно-связанной логики
- •2.5. Логические элементы на моп‑транзисторах
- •2.6. Кмоп микросхемы
- •2.6.1. Режим неиспользуемых входов
- •2.6.2. Преобразователи уровня
- •2.7. Простейшие интегральные микросхемы
- •2.8. Шинные формирователи и приемопередатчики
- •2.9. Вопросы и задания для самоконтроля
- •3. Устройства комбинационного типа
- •Двоичные шифраторы и дешифраторы
- •3.1.1. Разработка схемы шифратора и его работа
- •3.1.2. Приоритетный шифратор
- •3.1.3. Разработка схемы дешифратора и его работа
- •3.1.4. Преобразователи кодов
- •3.2. Мультиплексоры и демультиплексоры
- •3.2.1. Мультиплексоры
- •3.2.2. Демультиплексоры
- •3.2.3. Получение мультиплексоров и демультиплексоров на большое количество входов (выходов)
- •3.2.4. Универсальные логические модули
- •3.2.5. Совместная работа мультиплексора и демультиплексора
- •3.3. Сумматоры, алу и матричные умножители
- •3.3.1. Одноразрядный сумматор
- •3.3.2. Сумматор последовательного действия
- •3.3.3. Сумматор параллельного действия с последовательным переносом
- •3.3.4. Сумматор параллельного действия с параллельным переносом
- •3.3.5 Арифметико-логические устройства
- •3.3.6. Матричные умножители
- •3.4. Компараторы
- •3.5 Схемы контроля
- •3.6. Вопросы и задания для самоконтроля
- •4. Узлы последовательностного типа
- •4.1. Триггеры
- •4.1.1. Асинхронные триггеры
- •4.1.2. Асинхронный d-триггер
- •4.1.3. Синхронные триггеры
- •Синхронный rs-триггер
- •Синхронный d-триггер
- •Триггеров
- •4.1.4. Триггеры с двухступенчатым запоминанием информации
- •4.1.6. Счетный триггер
- •4.1.7. Динамические триггеры
- •4.1.8. Установка начального значения триггера
- •4.1.9. Триггеры Шмидта
- •4.2. Регистры
- •4.2.1. Параллельный регистр
- •4.2.2. Последовательные (сдвигающие) регистры
- •4.2.3. Взаимное преобразование числа из последовательного кода в параллельный
- •4.3. Счётчики
- •4.3.1. Суммирующие счетчики
- •4.3.2. Вычитающие счетчики
- •4.3.3. Реверсивные двоичные счетчики
- •4.3.4. Кольцевые счетчики
- •4.3.5. Условное обозначение счетчиков
- •4.3.6. Быстродействие счетчиков
- •4.3.7. Программирование счетчиков
- •4.4. Вопросы и задания для самоконтроля
- •5. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •5.1. Аналого-цифровые преобразователи
- •5.1.1. Принцип аналого-цифрового преобразования
- •5.1.2. Ацп с промежуточным преобразованием во временной интервал
- •5.1.3. Аналого-цифровой преобразователь с обратной связью
- •5.1.4 Аналого-цифровой преобразователь следящего типа
- •5.1.5. Параллельный ацп
- •5.1.6. Интегрирующие ацп
- •5.1.7. Ацп последовательных приближений
- •5.2. Цифро-аналоговые преобразователи
- •5.3. Преобразователи интервалов времени
- •5.4. Вопросы для самоконтроля
- •6. Устройства хранения информации
- •6.1. Основные характеристики запоминающих устройств
- •6.2. Оперативные запоминающие устройства
- •6.2.1. Статические озу
- •6.2.2. Динамические озу Принцип действия динамических озу
- •Схемные особенности динамических озу
- •6.3. Постоянные запоминающие устройства
- •Масочные пзу
- •Программируемые пзу
- •6.4. Перепрограммируемые запоминающие устройства
- •Флэш-память
- •6.5. Вопросы для самоконтроля
- •7. Селекторы импульсных сигналов
- •7.1. Амплитудные селекторы
- •7.1.1. Селектор максимального уровня
- •7.1.2. Селектор минимального уровня
- •7.2. Временные селекторы
- •7.3 Селекторы импульсов по длительности
- •7.3.1. Селекторы максимальной длительности
- •7.3.2. Селекторы минимальной длительности
- •7.4 Элементы задержки и формирователи импульсов
- •7.5. Вопросы для самоконтроля
- •8. Средства отображения информации
- •8.1. Газоразрядные цифровые индикаторы
- •8.2. Знакосинтезирующие индикаторы
- •8.3. Вакуумные люминесцентные индикаторы
- •8.4. Вакуумные накаливаемые индикаторы
- •8.5. Полупроводниковые семисегментные индикаторы
- •8.6. Жидкокристаллические индикаторы (жки)
- •8.7. Матричные индикаторы
- •8.8. Подключение индикаторов к эвм
- •8.9. Вопросы и задания для самоконтроля
- •9. Автоматы
- •9.1. Автомат в системе управления
- •9.2. Структурный автомат
- •9.3. Аппаратная реализация автоматов
- •9.4. Вопросы и задания для самоконтроля
- •Заключение
- •Б иблиографический список
- •ПриложенИя
- •Приложение 1. Обозначения цифровых микросхем
- •Приложение 2. Условные графические обозначения элементов цифровой техники
- •Оглавление
7.4 Элементы задержки и формирователи импульсов
Задержка цифровых сигналов обычно требуется для согласования времени распространения сигналов по различным путям в цифровом устройстве. Логическая ячейка может быть использована для задержки сигнала на время его прохождения через ячейку. Это величина порядка несколько нсек. З адержку сигнала на большее время можно получить с помощью RC-цепочки, включаемой в цепь передачи сигнала (рис.7.10).
Ф ормирователи импульсов предназначены для расширения, сужения и стандартизации или выделения фронта импульсов. Общим необходимым элементом этих схем, определяющим длительность сформированных импульсов, является элемент задержки на время з. Прямые и задержанные импульсы поступают на логическую схему, выделяющую необходимый временной интервал. На рисунках (7.11-7.13) приведены типовые схемы таких устройств, которые не нуждаются в пояснениях.
7.5. Вопросы для самоконтроля
1. Какое устройство называется селектором? Какую функцию выполняет селектор?
2. По каким признакам можно выделить импульсы из последовательности импульсов?
3. Как работает селектор максимального уровня? На каком свойстве известного электронного прибора основана его работа?
4. Как построить схему селектора импульсов положительной или отрицательной полярности?
5. Как изменить уровень селектируемого напряжения в селекторе максимального уровня?
6. Как преобразовать схему селектора максимальных положительных импульсов, чтобы выделить максимальные по величине отрицательные импульсы?
7. Как выделить сигналы, уровень которых меньше заданного?
8. Какую роль в селекторе минимального уровня выполняет схема запрета? Каким образом можно выполнить схему запрета?
9. Как выделить импульсы по длительности?
10. В чем отличие в построении схемы и работе селекторов минимальной и максимальной длительности?
11. В чем отличие селекторов и квазиселекторов?
12. Можно ли в квазиселекторе передать параметры выделяемых сигналов? Почему?
13. На каких свойствах сигналов от приборов, установленных на охраняемых объектах, и импульсных селекторов основана возможность повышения эффективности работы охранных систем?
14. Почему выделение отдельных признаков сигналов от приборов, установленных на объектах автоматического управления, а не самих сигналов, позволяет повысить эффективность управления?
8. Средства отображения информации
Газоразрядные цифровые индикаторы
Знакосинтезирующие индикаторы
Вакуумные люминесцентные индикаторы
Вакуумные накаливаемые индикаторы
Полупроводниковые семисегментные индикаторы
Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ)
Матричные индикаторы
Подключение индикаторов к ЭВМ
Вопросы и задания для самоконтроля
Важной частью автоматической системы управления являются средства отображения информации, обеспечивающие ее взаимодействие с оператором. По способу формирования информационного поля они делятся на знакосинтезирующие и простые, в которых требуемый знак отображается полностью при подаче управляющего напряжения.
Цель главы – ознакомление с принципами действия и схемами подключения наиболее распространенных простейших средств отображения информации.
ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ:
типы наиболее распространенных индикаторов,
принципы действия основных типов индикаторов,
методы синтеза цифрового поля для различных типов индикаторов,
схемы подключения индикаторов.