Для заданного количества входных сигналов у = ОКРВВЕРХ (log2(Nраб))=5(у0…у4). Для упрощения таблицы под хi понимаем наличие «1» на соответствующем (i-том) входе и «0» на всех остальных.

   Выбираем пирамидальную схему построе-ния шифратора. Входные сигналы разбиваем группами по 8 и для каждой на 1-й ступени строим полный шифратор z0 – z2. На 2-й по сигналам Z и входным строим выходной код, соответствующий номеру входной линии х, сигнал на которой равен «1».

Логическое уравнение работы шифратора:

Рис. 6.2  Схема шифратора – CD 19/16.

Задание 7  –  Составить таблицу истинности для дешифратора, описать его работу логическим уравнением. Реализовать дешифратор на простых логических  элементах.

Привести пример работы устройства для случая подачи на вход кода в  десятичной  системе  счисления.

Количество входных линий / номер выходной линии:  10/7.

Теоретическое введение:

Дешифраторами называются комбинационные устройства, преобразующие n-разрядный двоичный код в логический сигнал, появляющийся на том выходе, десятичный номер которого соответствует двоичному коду.

Дешифратор работает по следующему принципу: пусть дешифратор имеет N входов, на них подано двоичное слово xN − 1 xN − 2...x0, тогда на выходе будем иметь такой код разрядности меньшей или равной 2N, что разряд, номер которого равен входному слову, принимает значение единицы, все остальные разряды равны нолю. Очевидно, что максимально возможная разрядность выходного слова равна  2N. Такой дешифратор называется полным.   Если часть входных наборов не используется, то число выходов меньше 2N, и дешифратор является неполным.

Функционирование дешифратора описывается системой конъюнкций:

Обратное преобразование осуществляет шифратор.

Синтез  дешифратора:

Количество  выходных  линий/номер выхода:  10/7

Дешифратор двоично-десятичный. Количество рабочих выходов Nраб.=10(у0…у9). Для десятичной системы счисления число декад равно ЦЕЛАЯ ЧАСТЬ(lg(Nраб. – 1) + 1)). При этом в каждой декаде число входов равно ЦЕЛАЯ ЧАСТЬ(log2(максимальное число в этой декаде)+1)),  т.е. от 1 до 4.  Обозначим  под  0yi  номер

i-того выхода декады №0, 1yi  номер i-того выхода декады №1 и т.д., i = 0…9. Для заданного количества выходных линий N=10 число декад равно 1, адресных линий х: 4 + 0. В декаде х3 младший разряд.

Таблица истинности дешифратора

Логические  уравнения  дешифратора:

«1» подаётся на заданный выход у7 по комбинации 0111 (см. выделенную строку в таблице). Схема состоит из одного полного декадного дешифратора.

Рис. 7.2  Схема  дешифратора – DС 10/7.

Задание 8  –  Ответить  на  вопросы:

8.1  –  строение  и  принцип  работы  диода;

Строение диода видно на рис.8.1.а, его изображение на принципиальной схеме показано на рис.8.1.б, а его вольт-амперная характеристика – из рис.8.1.в.

Рис. 8.1  Структура, графическое изображение

и вольт-амперная характеристика диода

Вольт-амперную характеристику диода в открытом состоянии можно аппроксимировать двумя отрезками прямых (рис.8.1.в), что позволяет определить необходимые параметры

для  анализа,  расчёта  и  моделирования.

При прямом напряжении на диоде  –  UD < UDO  ток через диод равен нулю. Для UD > UDO  диод аппроксимируется сопротивлением

Таким образом, модель диода в открытом состоянии описывается линейным уравнением   UD = UDO + rD.

В закрытом состоянии сопротивление диода принимается бесконечным,  а  ток  через  диод  –  равным  нулю.

8.2  –  строение и принцип работы стабилитрона

Стабилитрон — полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения в источниках питания. По сравнению с обычными диодами имеет достаточно низкое регламентированное напряжение пробоя (при обратном включении) и может поддерживать это напряжение на постоянном уровне при значительном изменении силы обратного тока. Материалы, используемые для создания  p-n  перехода стабилитронов,  имеют высокую концентрацию примесей.

Поэтому, при относительно небольших обратных напряжениях в переходе возникает сильное электрическое поле, вызывающее его электрический пробой, в данном случае являющийся обратимым (если не наступает тепловой пробой вследствие слишком большой силы тока).

В основе работы стабилитрона лежат два механизма:

Лавинный пробой p-n перехода

Туннельный пробой p-n перехода (Эффект Зенера в англоязычной литературе)

Несмотря на схожие результаты действия, эти механизмы различны, хотя и присутствуют в любом стабилитроне совместно, но преобладает только один из них. У стабилитронов до напряжения 5,6 вольт преобладает туннельный пробой с отрицательным температурным коэффициентом, выше 5,6 вольт доминирующим становится лавинный пробой с положительным температурным коэффициентом.  При напряжении, равном 5,6 вольт, оба эффекта уравновешиваются, поэтому выбор такого напряжения является оптимальным решением для устройств с широким температурным диапазоном применения.

Пробойный режим не связан с инжекцией неосновных носителей заряда. Поэтому в стабилитроне инжекционные явления, связанные с накоплением и рассасыванием носителей заряда при переходе из области пробоя в область запирания и обратно, практически отсутствуют. Это позволяет использовать их в импульсных схемах в качестве фиксаторов уровней и ограничителей.

Виды стабилитронов:

Прецизионные — обладают повышенной стабильностью напряжения стабилизации, для них дополнительно нормируются временная нестабильность напряжения и температурный коэффициент напряжения (например: 2С191, КС211, КС520);

Двуханодные — обеспечивают стабилизацию и ограничение двухполярных напряжений, для них дополнительно нормируется абсолютное значение несимметричности напряжения стабилизации (например: 2С170А, 2С182А);

быстродействующие — имеют сниженное значение барьерной ёмкости (десятки пФ) и малую длительность переходного процесса (единицы нс), что позволяет стабилизировать и ограничивать кратковременные импульсы напряжения (например: 2С175Е, КС182Е, 2С211Е).

Существуют микросхемы линейных регуляторов напряжения с двумя выводами, которые имеют такую же схему включения, что и стабилитрон, и зачастую, такое же обозначение на электрических принципиальных схемах.

Обозначение стабилитрона на принципиальных схемах

Обозначение двуханодного стабилитрона на принципиальных схемах

Типовая схема включения  стабилитрона

Вольт-амперная характеристика нескольких стабилитронов

8.3  –  строение  и  принцип  работы  мостового  выпрямителя

Выпрямителем называется устройство, преобразующее переменное напряжение в несинусоидальное постоянное (выпрямленное), а среднее значение (постоянная составляющая) этого напряжения пользуется потребителем  постоянного  тока.

Однофазная мостовая схема выпрямления представлена на рис.8.3. К ней подводится напряжение  U2Т(t) = Umsinωt, а нагрузка R подключена к выходным  клеммам.

В половину периода когда напряжение  U2T(t), положительно, в цепи трансформатор – диодV1 – нагрузка RH – диод V4 протекает ток, а его величина ограничивается сопротивлением нагрузки. Поэтому в данный интервал времени, пропускающие ток диоды V1, V4 имеют UV(t) = Vпр ~ 0, а напряжение  U2r(t)  приложено  к  диодам  V2  и  V3  как  обратное.

Во вторую половину периода, когда переменное напряжение отрицательно, ток протекает в цепи  трансформатор – диод V3 – нагрузка RH – диод V2. В этот отрезок времени UH(t) = U2T(t), а диодам V1 и V4 это напряжение приложено как обратное.

Периодическое повторение этих процессов определяет несинусоидальное напряжение UM(t) = U2T(t).

Постоянная составляющая:  

8.4  –  строение и принцип работы биполярного и полевого транзистора

Транзистор

Транзи́стор (от англ. transfer — переносить и resistor — сопротивление) — трёхэлектродный полупроводниковый электронный прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. Управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6