7. Последовательностные цифровые узлы.

Цифровым узлом называется функциональная часть цифрового устройства, состоящая из цифровых элементов и выполняющая операции над n-разрядными двоичными кодами.

Логические устройства разделяют на два класса: ком­бинационные и последовательностные.

Устройство называют комбинационным, если его вы­ходные сигналы в некоторый момент времени однознач­но определяются входными сигналами, имеющими место в этот момент времени.

Иначе устройство называют последовательностным, или конечным автоматом (цифровым автоматом, автома­том с памятью). В последовательностных устройствах обя­зательно имеются элементы памяти. Состояние этих эле­ментов зависит от предыстории поступления входных сигналов. Выходные сигналы последовательностных уст­ройств определяются не только сигналами, имеющимися на входах в данный момент времени, но и состоянием эле­ментов памяти.

Последовательностные (автоматы с памятью) - это узлы, выходной сигнал которых зависит не только от комбинации входных. сигналов, действующих в настоящий момент времени, но и от предыдущего состояния узла (счетчик).

8. Триггеры и мультивибраторы на логических элементах.

Триггер — простейшее последовательностное устройство, которое может находиться в одном из двух возможных состояний и переходить из одного состояния в другое под воздействием входных сигналов. Триггер является базовым элементом последовательностных логических устройств. Входы триггера разделяют на информационные и управляющие (вспомогательные).

Информационные входы используются для управления состоянием триггера. Управляющие входы обычно используются для предварительной установки триггера в некоторое состояние и для синхронизации.

Триггеры могут иметь 2 выхода: прямой Q и инверсный Q.

Отличительной особенностью триггера как функционального устройства является свойство запоминания двоичной информации. Под памятью триггера подразумевают способность оставаться в одном из двух состояний и после прекращения действия переключающего сигнала. Приняв одно из состояний за «1», а другое за «0», можно считать, что триггер хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.

Различают асинхронные и синхронные триггеры.

Асинхронный триггер изменяет свое состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала.

Синхронные триггеры реагируют на информацион-ные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на так называемом входе синхронизации С

Синхронные триггеры в свою очередь подразделяют на триггеры со статическим (статические) и динамическим (динамические) уп-равлением по входу синхронизации С. Статические триггеры воспринимают информационные сигналы при подаче на вход С логической единицы (прямой вход) или логического нуля (инверсный вход). Динамические триггеры воспринимают информацион-ные сигналы при изменении (перепаде) сигнала на входе С от О к 1 или от 1 к 0.

RS-триггер или — триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы.

Через St ,Rt ,Qt обозначены соответствующие логические сигналы, имеющие место в некоторый момент времени t, а через Qt+1 — выходной сигнал в следующий момент времени t+1.

JK-триггер работает так же как RS-триггер, с одним лишь исключением: при подаче логической единицы на оба входа J и K состояние выхода триггера изменяется на противоположное.

Рассмотрим D-триггер (от англ. delay), повторяющий на своем выходе состояние входа.

Рассмотрим T-триггер, который изменяет свое логическое состояние на противоположное по каждому активному сигналу на информационном входе T.

Мультивибраторами называют электронные устройства, генерирующие электрические колебания, близкие по форме к прямоугольной. 

9. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи сигналов.

К основным параметрам АЦП и ЦАП следует отнести максимальное напряжение Umax (входное для АЦП и выходное для ЦАП), число разрядов кода n, разрешающую способность и погрешность преобразования.

Разрешающая способность. Под разрешающей способностью (РС) понимают наименьшее значение входной величины, различаемое устройством, т.е. в той или иной форме фиксируемое им на выходе.

Быстродействие ЦАП и АЦП оценивается временем преобразования tпр, которое определяется методом преобразования и быстродействием элементной базы. Так, например, в АЦП последовательного счета (см. рис. 10.6,а) счетчик с большим быстродействием позволит увеличить частоту генератора счетных импульсов, что уменьшит tпр. Время преобразования такого АЦП линейно зависит от величины входного напряжения Uвх : чем оно больше, тем большее число счетных импульсов должно поступить на счетчик, чтобы напряжение с выхода ЦАП уравновесило входное напряжение. 

Погрешность преобразования 

10. Общие сведения об усилителях: классификация; основные параметры.

Усилитель — это электронное устройство, предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного сигнала 

Все усилители можно классифицировать по следующим признакам:

— по частоте усиливаемого сигнала

усилители низкой частоты

широкополосные усилители

избирательные усилители

по роду усиливаемого сигнала

усилители постоянного тока (УПТ),

усилители переменного тока

по функциональному назначению:

усилители напряжения,

усилители тока

усилители мощности

Основным количественным параметром усилителя является коэффициент усиления

К количественным показателям усилителя относятся также входное Rвx и выходное Rвых сопротивления усилителя:

Основные характеристики усилителей.

Амплитудная характеристика — это зависимость амплитуды выходного напряжения (тока) от амплитуды входного напряжения

Величина характеризует динамический диапазон усилителя

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазочастотная характеристика (ФЧХ) усилителя. АЧХ — это зависимость модуля коэффициента усиления от частоты, а ФЧХ — это зависимость угла сдвига фаз между входным и выходным напряжениями от частоты.

АЧХ

ВЧХ

11 Частотные характеристики усилителей.

12. Резистивные усилители: схемы; принцип действия; характеристики; параметры.

13. Усилители на полевых транзисторах.

При построении аналоговых усилителей на полевых транзисторах наибольшее распространение получила схема с общим истоком (ОИ). При этом в ней, как правило, применяются либо полевые транзисторы с управляющим р-п-переходом, либо МДП-транзисторы со встроенным каналом.

На рис. 1 приведена типовая схема усилителя на полевом транзисторе с управляющим р-п-переходом и каналом п-типа.

Схема с общим истоком так же как и схема с общим эмиттером является инвертирующей, т.е. увеличение напряжения на затворе приводит к уменьшению выходного напряжения.

14. Обратная связь (ОС) в усилителях, её влияние на параметры усилителя.

Процесс передачи части энергии с выхода усилителя на его вход называется обратной связью (ОС). Если этот процесс возникает в схеме самопроизвольно, то ОС называют паразитной и с ней борются.

Для целенаправленного воздействия на параметры и характеристики усилителя, в его схеме специально создаётся электрическая цепь, по которой осуществляется ОС. Эту цепь называют цепью обратной связи (ЦОС). В этом случае усилитель можно представить в виде двух каналов, по которым распространяется сигнал; канал прямой передачи (КПП) и канал обратной передачи (КОП) (рис. 1).

В зависимости от влияния на коэффициент усиления усилителя ОС может быть положительной или отрицательной.

Если в результате введения ОС коэффициент усиления усилителя увеличивается, то такая ОС называется положительной, если уменьшается, то – отрицательной.

По способу получения сигнала обратной связи принято различать обратную связь по напряжению и току. Для получения ОС по напряжению сигнал ОС должен быть пропорционален выходному напряжению усилителя. Для получения ОС по току сигнал ОС должен быть пропорционален току в нагрузке.

По способу введения сигнала ОС во входную цепь усилителя различают параллельную и последовательную ОС. При последовательной ОС сигнал ОС вводится последовательно с источником входного сигнала, при параллельной – параллельно.

На практике чаще всего применяются следующие четыре основных типа цепей ОС:

• последовательная ОС по напряжению;

• последовательная ОС по току;

• параллельная ОС по напряжению;

• параллельная ОС по току

Введение обратной связи сказывается на всех параметрах усилителя

Влияние ОС на входное и выходное сопротивление

Последовательная ООС, при которой, F>1, увеличивает входное сопротивление усилителя в F раз. Если ОС положительная, при которой фактор обратной связи меньше единицы входное сопротивление уменьшается,

Параллельная отрицательная ОС уменьшает входное сопротивление в F раз. В случае параллельной положительной ОС F<1, поэтому входное сопротивление RBXF ,будет больше RBX0.

Введение в усилитель ООС по напряжению уменьшает его выходное сопротивление в Fхх раз.

При введении положительной ОС по напряжению Fхх < 1, тогда выходное сопротивление увеличивается в 1/ Fхх раз.

Введение в усилителе ООС по току увеличивает его выходное сопротивление в раз.

Очевидно, введение ПОС по току уменьшает выходное сопротивление.