Лекция «Цифровые электронные устройства» по Общей электротехнике и электронике (Никаноров В. Б.)

Кирилл Николоев сб, 19.03.2016 18:43

Цифровые электронные устройства (ЦЭУ) 1.Основные понятия ЦЭУ - устройства, предназначенные для получения, хранения и преобразования средствами электроники дискретной информации, представленной цифровыми кодами.

Интегральная микросхема (ИМ) – совокупность нескольких взаимосвязанных транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и т.п. ИМ изготовлена в одном технологическом цикле на одной и той же несущей конструкции (подложке) и выполняет определенную функцию преобразования электрического сигнала.

Преимущества:  Высокая надежность и качество,  Малые размеры и масса,  Низкая стоимость. Обеспечивают ИМ широкое применение во многих отраслях промышленности. Основу современной электроники составляют полупроводниковые ИМ.

Различают два класса ИМ:  Биполярные – на основе биполярных n-p-n транзисторов,  МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) на основе МДП полевых транзисторов. 2.Логические элементы - широко используются в системах обработки информации с использованием цифровых методов.

Логические сообщения – такие сообщения, истинность или ложность которых может быть оценена однозначно. Например, «компьютер включен», «по ЭЦ протекает ток». Логическая функция – математический эквивалент логического сообщения. Логическая функция принимает только два значения: 0 – ложно и 1 – истинно.

Логическая функция А = 1, если сообщение истинно («компьютер включен», если он действительно включен) А=0, если это сообщение ложно (компьютер на самом деле выключен). Логические сообщения широко используют:

 при описании работы САУ,  порядка проведения вычислительных работ,  последовательности операций технологических процессов и т.д. Важны не только логические сообщения, но и связи между ними (например, «компьютер включен, если включен тумблер и загружена операционная система»)

Для математического описания связей между логическими сообщениями используют логические операции 3.Основные логические операции 1. Операция «НЕ» (логическое отрицание, инверсия). 2. Операция «ИЛИ» (логическое сложение или дизъюнкция).

F=A+B или F=A∨B (читается А или В) 3. Операция «И» (логическое умножение или конъюнкция) 4.Комбинированные ЛЭ На практике применяют ЛЭ, реализующие две или более логические операции. Лекция №16 5.Реализация логических устройств с помощью И-НЕ

1 Операция НЕ на одном ЛЭ 6.Техническая реализация И-НЕ ЛЭ «И-НЕ» реализован с помощью транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Элементы ТТЛ имеют большее быстродействие, чем ранее рассмотренные ЛЭ, реализованные с помощью схем диодно-транзисторной логики (ДТЛ).

Основой класса ТТЛ элементов является использование многоэмиттерного транзистора (ТМ), заменяющего диоды в схемах ДТЛ. Отличие ТМ состоит в наличии нескольких эмиттерных областей с общими базовыми и коллекторными слоями.

При «0» сигнала хотя бы на одном входе Uэ U0 – схема работает в положительной логике.  Разность уровней 1 и 0 называют логическим перепадом.  Он должен быть достаточно большим, чтобы не мешали случайные помехи.

В логических схемах выходная величина определяется только входными сигналами на данный момент времени и не зависит от предыстории во входных цепях. Логические схемы не обладают свойством запоминать предыдущие состояния

Пример №1 Схема с резервным источником питания – Используется в ответственных устройствах, например, в электронных часах, которые должны непрерывно работать даже при отключении основной сети. Пример 2

Какую логическую функцию выполняет, по какой таблице истинности работает логическая схема. Пример 3 Какую логическую функцию выполняет, по какой таблице истинности работает логическая схема. Пример 4

Скачать файлы

Похожие документы