ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Электротехника
  • Элементы электрических цепей
  • Схемы замещения источников
    электрической энергии
  • Анализ цепи переменного тока
     и входящих в нее элементов
  • Параллельное соединение резистивного
    и индуктивного элементов
  • Машины постоянного и переменного тока
  • Принцип действия асинхронного
    и синхронного двигателей
  • Принцип действия машин постоянного тока
  • Трансформаторы и электромагнитные устройства
  • Трансформатор
  • ПРИВЕДЕННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
  • ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСФОРМАТОРОВ
  • ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
  • СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
  • Машины переменного тока
  •  Электрические машины разделяются
    на генераторы и электродвигатели
  • Коллекторные двигатели переменного тока
  • Разборка и сборка электродвигателя
    постоянного тока
  • Выполнению ремонтных работ
  • Электроника
  • Электрические и электронные аппараты
    и устройства
  • Некоторые лампы СВЧ диапазона
  • Полупроводниковые диоды
  • Тиристоры.
  • Выпрямители и инверторы промышленной частоты
  • Электронные усилители
  • Обратная связь в усилителях
  • Катодный и эмиттерный повторители
  • Усилители мощности
  • Повторитель напряжения
  • Шумы в усилителях
  • Генераторы электрических колебаний
  • RC-генераторы
  • Ждущий мультивибратор
  • Мультивибратор на ОУ
  • Цифровые электронные устройства
  • Реализация сложных логических функций
    на интегральных микросхемах
  • Последовательные цифровые устройства
  • Счётчик
  • Регистр
  • Комбинационное цифровое устройство
  •  Сумматоры
  • Импульсные генераторы
    на цифровых микросхемах
  • Охлаждение полупроводниковых приборов
  • Способы охлаждения полупроводниковых
    приборов
  • Воздушное, естественное
    и принудительное охлаждение
  • Системы охлаждения силовых модулей
  • Основные методы охлаждения
  • Расчет параметров охладителей
  • Выбор охладителя
  • Дискретные приборы
  •  

    Комбинационные цифровые устройства.

    Комбинационное цифровое устройство (КЦУ) – это устройство, выходные сигналы которого в определённый момент времени однозначно определяются входными сигналами. В КЦУ используют не только отдельные логические элементы, реализующие элементарные булевы функции, но и их комбинации, обычно выполненные как единое целое в виде интегральных микросхем. На входы КЦУ подают информационные логические сигналы и сигналы управления, которые определяют порядок передачи информационных входных сигналов на выход и синхронизацию этого процесса. К типовым, широко используемым КЦУ на практике, относятся: преобразователи кодов, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры (селекторы), сумматоры цифровые компараторы, а также многовходовые преобразователи типа И-ИЛИ-НЕ.

    Дешифратор.

     Дешифратор (decoder, DC) называется КЦУ, преобразующее n–разрядный двоичный код в логический активный сигнал на выходе, десятичный номер которого соответствует входному двоичному коду. Если количество выходов равняется m = 2n, где n – количество входов, то дешифратор называется полный. При меньшем количестве выходов дешифратор будет неполным. На рис 7.20 показано условное обозначение полного дешифратора 3 - 8 и таблица истинности.

    Комбинационные цифровые устройства

    Рис.7.20.

    Данный дешифратор описывается следующей системой логических выражений:

      (7.4).

    Таким образом, такое КЦУ можно реализовать из восьми одновыходных КЦУ каждое из которых в свою очередь составляют из последовательности базовых элементов. Некоторые типы дешифраторов позволяют преобразовывать двоичную систему счёта в десятичную. На рис.7.21 приведён неполный дешифратор 4-10 с инверсными выходами. Помимо информационных, дешифраторы снабжаются входами разрешения или адресными входами. Это позволяет из более простых дешифраторов строить сложные системы. Например, на рис.7.22 показан дешифратор 4-16 собранный из пяти 2 - 4. Вход активизации дешифратора Е – инверсный.

    Рис.7.21.

    Рис.7.22.

    Шифратор.

     Шифратор (coder, CD) – это комбинационное устройство, преобразующее десятичное число в двоичное. На рис.7.23 показано условное обозначение и реализация шифратора 8 - 3 (восемь входов на три выхода) на базисных элементах.

    Шифратор.

    Рис.7.23.

    Таблица истинности для данного шифратора имеет вид (Таб.7.1). Функциональные уравнения соответственно равны

      (7.5).

    По соотношению количества входов m и выходов n шифраторы бывают полные (m = 2n) и неполные (m < 2n). В приоритетных шифраторах выходной двоичный код соответствует наивысшему номеру входа, на который подан активный сигнал (независимо от наличия сигналов на других входах).

    Х7

    Х6

    Х5

    Х4

    Х3

    Х2

    Х1

    Х0

    У3

    У2

    У1

    1

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    1

    0

    0

    0

    2

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    1

    0

    0

    0

    1

    3

    0

    0

    0

    0

    0

    1

    0

    0

    0

    1

    0

    4

    0

    0

    0

    0

    1

    0

    0

    0

    0

    1

    1

    5

    0

    0

    0

    1

    0

    0

    0

    0

    1

    0

    0

    6

    0

    0

    1

    0

    0

    0

    0

    0

    1

    0

    1

    7

    0

    1

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    1

    1

    0

    8

    1

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    1

    1

    1

    Таб..7.1.

    Преобразователь кодов.

     В цифровой технике применяются различные виды кодов для обработки и передачи информации (прямой, обратный, дополнительный, двоично-десятичный, коды Грэя, коды Хемминга и т.д.). Преобразование кодов на аппаратном уровне выполняют комбинационные устройства – преобразователи кодов. К этим устройствам относятся также различные преобразователи управления шкальными, матричными и семисегментными индикаторами. Обозначаются преобразователи кодов через Х/У. Преобразователь кодов часто реализуют по схеме дешифратор – шифратор. Каждый тип преобразователя характеризуется соответствующей таблицей истинности. Частным случаем преобразователей кодов являются шифраторы и дешифраторы. На рис.7.24 показан преобразователь двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора.

    Преобразователь кодов

    Рис.7.24.

    Мультиплексор.

     Мультиплексор – комбинационное устройство, обеспечивающее передачу цифровой информации, поступающей на несколько входов, на один выход в соответствии с заданным кодом на управляющих входах. По сути это управляемый коммутатор. Также между числом управляющих входов n и числом информационных входов действует соотношение m = 2n для полного мультиплексора, и неполного m < 2n. Мультиплексоры обозначают MUX или MS. На рис.7.25 показана функциональная схема двухвходового мультиплексора, условное обозначение и таблица коммутации.

    Мультиплексор

    Рис.7.25.

    На рис.7.26 показан селектор-мультиплексор 8/1. В зависимости от комбинации сигналов управления Х1Х2Х3 он обеспечивает коммутацию одного из восьми входных сигналов Di на выход У при V – разрешении, активный уровень низкий. Функциональное уравнение записывается в виде

     (7.6).

    Рис.7.26.

    Мультиплексоры являются универсальными логическими устройствами, на основе которых создают различные комбинационные и последовательностные схемы. Они используются в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих регистрах, преобразователях параллельного кода в последовательный, реализации сложных логических функций.

    Демультиплексор.

     Демультиплексор – это цифровое устройство коммутации информационного входного сигнала в один из нескольких выходов в соответствии с заданным кодом на адресных входах. Демультиплексоры обозначают через DMX или DMS. Также по соотношению количества информационных выходов и адресных входов демультиплексоры бывают полными и неполными. На рис.7.27 приведена базовая схема двухвыходного демультиплексора, условное обозначение и таблица функционирования. На рис.7.28 показан демультиплексор четыре в один.

    Функциональные уравнения, описывающие его работу следующие:

     (7.7).

    Демультиплексор

    Рис.7.27.

    Функции демультиплексоров сходны с функциями дешифраторов. Дешифратор можно использовать как демультиплексор. В этом случае информационные входы дешифратора будут служить адресными входами, а входы разрешения дешифратора – информационным входом. КМОП технология позволяет изготавливать двунаправленные ключи, на базе которых созданы объединённые устройства мультиплексоры – демультиплексоры (обозначение MX).

    Рис.7.28.

    Реализация сложных логических функций на интегральных микросхемах