1. Асинхронные счётчики.

Асинхронные схемы счётчиков обладают общей проблемой, связанной с последовательной «сквозной» сменой состояний триггеров. Этот эффект свойственен некоторым двоичным сумматорам и схемам преобразования данных, и обусловлен накапливающимися задержками при прохождении сигнала от одного элемента логического вентиля к другому. Когда выход Q триггера переключается с 1 на 0, он отдаёт команду на переключение следующему триггеру. Если следующий триггер переходит с 1 на 0, то он также подаёт команду на переключение следующему триггеру и т. д. Однако, поскольку всегда существует небольшая задержка при прохождении сигнала между командой на переключение (синхроимпульс) и действительным переключением (смена состояний выходов Q и Q'), а, следовательно, каждый последующий триггер, который должен поменять состояние, сменит его спустя некоторое время, после того как предыдущий триггер уже поменял своё состояние. Следовательно, при переключении состояний нескольких триггеров, смена состояния происходит не одновременно:

Ч ем больше триггеров переключается по данному синхроимпульсу, тем большим становится накопленное время задержки от младшего до старшего разряда. По синхроимпульсу в подобной точке смены состояний (например, при переходе с 0111 на 1000), будет происходить «сквозное“ изменение состояний от младшего к старшему разряду, по мере того как происходит смена каждого бита, и подаётся команда для перемены состояния следующего, с небольшой задержкой между двумя соседними триггерами. Если мы внимательнее посмотрим на этот эффект при переходе с 0111 на 1000, то увидим, что в течение короткого периода счётчик будет выдавать неверные значения:

Вместо перехода с "0111“ на "1000”, схема будет очень быстро менять состояния в следующей последовательности: 0111-0110-0100-0000 и лишь затем 1000 (в десятичной системе: 7-6-4-0 и затем 8). Из-за такой последовательной (“насквозь") смены состояний триггеров, подобная схема называется счётчиком со сквозным переносом или асинхронным счётчиком.

Во многих случаях этот эффект приемлем, поскольку период неверных выходных значений происходит чрезвычайно быстро (для лучшего понимания этого эффекта степень задержки на рисунках преувеличена). Если бы нам потребовалось подать сигнал, например, на ряд светодиодов, то этот промежуток неверных выходных сигналов не внёс бы в работу схемы каких-бы то ни было искажений. Однако это неприемлемо, если бы нам потребовалось использовать счётчик для «выбора» входов мультиплексора или выполнения какой-либо иной задачи, когда ложные выходные сигналы приведут к ошибкам в работе схемы.

2. Применение оу. Повторитель напряжения (Буферный усилитель) (5 билет продолжение)

Бу́ферный усилитель в электронике — усилитель, предназначенный для согласования выходного сопротивления источника сигнала со входным сопротивлением нагрузки.

Буферный усилитель напряжения понижает выходное сопротивление источника, в идеале являясь генератором напряжения с нулевым выходным сопротивлением. Выходное напряжение такого усилителя, как правило, равно входному; такие буферные усилители называют повторителями. В простейшем случае эмиттерного повторителя выходное напряжение даже несколько меньше входного.

Буферный усилитель тока, напротив, повышает выходное сопротивление относительно низкоомного источника - в идеале, до бесконечности, при этом буферный усилитель тока является генератором тока. Если выходной ток такого устройства (управляемого генератора тока) равен входному, его называют повторителем тока (в частных случаях - токовым зеркалом).

Буферные усилители и напряжения, и тока (в том числе повторители) усиливают мощность. На практике, под словосочетанием буферный усилитель чаще всего понимается именно буферный усилитель напряжения.

В зависимости от требуемого диапазона выходных токов и напряжений, буферные усилители могут строиться на дискретных транзисторах, повторители переменного напряжения - также на лампах, на операционных усилителях общего назначения на специализированных ИС буферных усилителей. Резисторы, используемые в данных схемах, имеют типичное сопротивление порядка кОм. Использование резисторов с сопротивление менее 1 кОм нежелательно, так как они могут вызвать чрезмерный ток, перегружающий выход ОУ. Резисторы более 1 МОм могут внести повышенный тепловой шум и сделать схему чувствительной к случайным ошибкам вследствие токов смещения.

П овторитель напряжения

Используется как буферный усилитель, для исключения влияния низкоомной нагрузки на источник с высоким выходным сопротивлением.

(на практике — входное сопротивление операционного усилителя: от 1 MОм до 10 TОм)

3. Зная значение напряжение полной шкалы мы можем найти напряжения, соответствующие каждому разряду. В нашем случае U_пш=8В и количество разрядов n=6:

N разряд = U_пш/2^N, N ;

1 разряд = 4В;

2 разряд = 2В;

3 разряд = 1В;

4 разряд = 0,5В;

5 разряд = 0,25В;

6 разряд = 0,125В;

Зная цифровой код на входе ЦАП можно найти напряжение на выходе:

101101 -> U_вых= 4+1+0,5+0,125= 5,625В.

№_____6______