3. Счётчик
Счётчиками называют последовательные цифровые устройства, предназначенные для подсчёта изапоминания импульсов, поданных в пределённом временном интервале на его счётных вход. Счётчики могут ещё иметь входы асинхронной или синхронной установки начальных состояний. По характеру изменения состояния счётчикиа счётными импульсами различают суммирующие, вычитающие и реверсивные счётчики. По способу организации переносов между разрядами их можно разделить на счётчики с последовательным, сквозным, параллейным и комбинированным переносом. Счётчики с последовательным и сквозным преносом называют асинхронными, ас параллейным переносом – синхронным. Также счётчик содержит один или несколько идентичных разрядов, построенных на основе двоичных триггеров. Количество различаемых состояний разряда счётчика является его классификационным признаком, согласно которому счётчики называются двоичными, двоично-десятичными и т.д.
3.1 Асинхронные счётчики
В асинхронных счётчиках отсутствует общая для всех разрядов синхронизации и переход разрядов в новые состояния происходит последовательно разряд за разрядом. Начиная от входного, на который поступают счётные импульсы.
Основное достоиство последовательного счётчика – минимальные затраты микросхем и минимум электрических связей, что упрощает разводку линий связи и повышает помезазащищённость схемы. Главный недостаток – низкое быстродействие, которое чем ниже, тем больше кожффициента счёта и тем больше в счётчике разрядов.
Один из способов увеличения быстродействия асинхронных счтчиков состоит в организации переносов между разрядами через дополнительные логические элементы.
Рис.5 Асинхронный счётчик
3.2 Синхронные счётчики
К синхронным счётчикам или параллейным относят счётчики, в которых переключение происходит оодновременно независимо от удалённости разряда от счётного входа. Это достигается подачей на все триггеры синхронизирующих импульсов. Которые положительным или отрицательным фронтом переключения триггеров в соответствии с логикой работы счётчика. Благодаря такой синхронизации достигается минимальное время установления счётчика, которое превышает время установления одного триггера. Тем самым обеспечивается максимальная частота смены состояний счётчика.
Рис.6 Синхронный счётчик
4. Оптрон
Опторнами называют такие оптоэлектронные приборы, в которых имеются источник и приёмник излучения (светоизлучатель и фотоприёмник) с тем или иным видом оптической и электрической связи между ними, конструктивно связанные друг с другом.
Принцип действия оптронов любого вида основан на излучении энергии электрического сигнала преобразующийся в световую, в фотоприёмнике наоборот световой сигнал вызывает электрический отклик. Электрический сигнал на излучатель может поступать как от внешнего источника, так и по цепи электрической связи от фотоприёмника. Световой сигнал на фотоприёмнике может поступать также как извне, так и по цепи оптической связи от излячателя.
Рис.7 Обобщённая структурная схема опторна
Практическое распростронение получили оптроны, у которых имеется прямая оптическая связь, от излучателя к фотоприёмнику и, как правило, исключены все виды электрической связи между этими элементами.
Пот степени сложности структурной схемы среди изделий оптронной техники выделяют две группы приборов. Оптопара (элементарный оптрон) представляет собой оптоэлектронный полупроводниковый прибор, состоящий из излучающего и фотоприёмного элементов, между которыми имеется оптическая связь, обеспечивающая электрическую изоляцию между входом и выходом. Оптоэлектронная интегральная микросхема представляет собой микросхему, состоящую из одной или нескольких оптопар и электрически соединённых с ними одного или нескольких согласиющих или усилительных устройств.
Достоинства оптоэлектронных приборов:
- возможность беспечения идеальной электрической (гальванической) развязкой между входом и выходом: для оптронов несуществует каких-либо принципиальных физических или конструктивных ограничений по достижению сколько угодно высоких напряжений и сопротивлений развязки и сколько угодно малой проходной ёмкости;
- возможность реализации бесконтактного оптического управления электронными объектами и обусловленные этим разнообразие и гибкость конструкторских решений управляющих цепей;
- однонаправленность распространения информации по отимистическому каналу, отсутствие обратной реакции приёмника на излучатель;
- широкая частотная полоса пропускная оптрона, отсутствие ограничения со стороны низких частот;
- возможность управления выходным сигналом оптрона путём воздействия на материал оптического канала и вытекающая отсюда возможность создания разнообразных датчиков, а также разнообразных приборовдля передачи информации;
- возможность создания функциональных микроэлектронных устройств с фотоприёмниками;
-невосприимчивость оптических каналов связи к воздействию электромагнитных полей, то есть защищённость от помех и утечки информации;
- физическая и конструктивно-технологическая совместимость с другими полупроводниковыми и микроэлектронными приборами.
Недостатки оптронов:
- значительная потребляемая мощность, обусловленная необходимостью двоичного преобразования электроэнергии и не высоким КПД этих переходов;
- повышенная чувствительность параметров и характеристик к воздействию повышенной температуры и проникающей ядерной радиации;
- более или менее заметная временная ухудшение параметров;
- относительно высокий уровень собственных шумов;
- сложность реализации обратных связей, вызванная разобщённость входной и выходной цепей;
- конструктивно - технологическое несоршенство, связанное с использованием гибридной непланарной технологии (с необходимостью объединения в одном приборе несколько отдельных кристаллов из различных полупроводников, располагаемых в разных плоскостях).
|
|
|
|
Шокуров А. |
|
|
ДП140212 |
Лист |
|
|
|
|
|
|
14 | |
|
Изм. |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата |