- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálktoru a báze CCB (a také mezi uzlem kolektoru a emitoru), volit pokud možno malou hodnotu odporu RC, a zajistit odsávání proudu z uzlu báze při vypnutí spínače (toho dosáhneme volbou malé hodnoty RB při napěťovém buzení). Nejdůležitější je zde splnit požadavky týkající se kapacity CCB a odporu RBE, které rychlost spínání ovlivňují nejvýrazněji.
Komparátory - nejdůležitější typy a vlastnosti.
Rozlišujeme komparátory s nesymetrickým vstupem (jeden vstup reference je dána uvnitř komparátoru -nestálé rozhodovací úrovně) a symetrickým vstupem (diferenční - teplotně nezávislé). Základem komparátoru je zesilovač s velkým zesílením, aby část jeho charakteristiky, kde pracuje jako aktivní prvek, byla úzká. Při pomalém průchodu aktivní oblastí může vlivem parazitních zpětných vazeb dojít k rozkmitání komparátoru. Nejčastějším opatřením je zavedení kladné zpětné vazby v komparátoru, což má za následek vznik hystereze na převodní charakteristice komparátoru.
Rozhodovací úroveň tranzistorového komparátoru je dána hodnotou UBE. Dioda D chrání přechod BE před průrazem při záporných hodnotách vstupního napětí. Napěťové zesílení není vysoké (několik desítek). Tomu odpovídá značná šířka aktivní oblasti - až několik desetin voltu, což je nevýhodou tohoto zapojení. Nehrozí zde však rozkmitání obvodu. Vhodné pro velké vstupní signály.
Větší zesílení má komparátor s dvoustupňovým zesilovačem. Zde je nebezpečí rozkmitání obvodu vlivem parazitních parametrů. To je možno odstranit zavedením kladné zpětné vazby rezistorem Rv.
Rozhodovací úrovně U1HL a U1LH získáme vyjádřením napětí na neinvertujícím vstupu zesilovače pro obě možné hodnoty výstupního napětí. Komparátor má invertující charakter. Snadno můžeme získat i neinvertující typ, jestliže invertující vstup komparačního zesilovače připojíme na dělič napětí mezi UCC+ a zem.
Jako komparátor lze použít i operačního zesilovače. OZ nejsou určeny pro provoz, kdy jejich výstupní napětí opouští lineární rozsah. Při návratu z nasycení do lineární oblasti se může projevovat saturační zpoždění (není specifikováno výrobcem).
Jako komparátor lze použít i Schmittův klopný obvod (vlevo), nebo dvojici komparátorů s log RS obvodem -přesný komparátor s hysterezí (vpravo -neinvertuje).
Přesný komparátor s hysterezí se vyrábí v integrovaném provedení pod označením časovač 555.
Bistabilní, monostabilní a astabilní klopné obvody - jejich vlastnosti, realizace těchto obvodů pomocí diskrétních tranzistorů a integrovaných obvodů.
Bistabilní klopný obvod - Tento obvod může být složen ze dvou zesilovacích stupňů se stejnosměrnou vazbou. Aby jej bylo možno řídit, je nutno vytvořit v něm řídicí vstupy, které mohou být realizovány různými způsoby. K tranzistorovým zesilovacím stupňům T1, T2, jsou připojeny řídicí tranzistory Ta1, Ta2. Obvod má dva výstupy, z nichž jeden s napětím uq můžeme pokládat za hlavní a vzhledem k jeho řízení pak označujeme jeden ze vstupů za vstup nastavovací (SET), druhý za nulovací (RESET). Z hlediska logického významu představují oba tranzistory každé poloviny obvodu (zesilovač a příslušný řídicí tranzistor) invertory a jejich propojené kolektory obvod pro realizaci logického součinu. Podle de Morganova pravidla můžeme logický součinový obvod s invertovanými vstupy nahradit obvodem NOR, tj. součtovým obvodem s invertovaným výstupem.
Monostabilní klopný obvod - V bistabilních klopných obvodech je vždy smyčka kladné zpětné vazby zapojena tak, že přenáší stejnosměrnou složku signálu. Zařadíme-li do této smyčky článek přenášející pouze střídavou složku, dostaneme monostabilní nebo astabilní klopný obvod. Zařadíme-li derivační článek RC do vazby mezi kolektorem tranzistoru T1 a bází tranzistoru T2, dostaneme klasické zapojení tranzistorového monostabilního klopného obvodu. Spouštění tohoto obvodu může být uspořádáno jako u bistabilního obvodu tranzistorem Ta1. Je zřejmé, že v klidovém stavu teče rezistorem RB2 do báze tranzistoru T2 proud ze zdroje napájecího napětí, takže tento tranzistor je v klidovém stavu sepnutý a tranzistor T1 je zahrazený.
Pozn. Existuje znovu spustitelný MKO.
Astabilní klopný obvod - Astabilní klopný obvod získáme z bistabilního klopného obvodu nahrazením obou stejnosměrných vazeb mezi kolektory a bázemi tranzistorů vazbami nepřenášejícími stejnosměrnou složku. Časové průběhy odpovídají periodickému opakování impulsů napětí uC1, uC2 a uB2 jako u MKO.
Monostabilní a astabilní klopné obvody se dnes často vytvářejí na bázi integrovaných obvodů. Jedním z nejpoužívanějších je tzv. časovač všeobecně známý pod označením 555, popřípadě dvojitý 556, z něhož připojením několika málo rezistorů a kapacitorů může vzniknout řada různých typů obvodů odměřujících čas.
Astabilní klopný obvod podle Obr. 9.7(b) pracuje podobně, spouštěcí signál je však zde odvozen z napětí kondenzátoru C a nabíjecí rezistor tohoto kondenzátoru je rozdělen na dvě části RA a RB. Snadno lze odvodit pro kmitočet výstupního napětí vyjádření
Způsoby realizace kombinačních logických funkcí, druhy součástek (obvodů) k tomu používané.
Základní kombinační obvody NAND, NOR a jejich neinvertované verze - jsou vhodné pro ty případy, kdy jde o jednoduché funkce, pro jejichž realizaci vystačíme s jedním či dvěma pouzdry. V případě potřeby je možno při tomto způsobu realizace snadno odstranit hazardy, jak bude uvedeno dále. Výhodou je jednoduchost, levnost, malé zpoždění signálu. Nevýhodou je omezený rozsah funkcí ekonomicky realizovatelných a nutnost změny zapojení včetně spoje při změně funkce. Podobné výhody a nevýhody jsou i při použití obvodů AND-OR-INVERT.
Realizace pomocí multiplexorů - je vhodná pro jednu funkci (nebo malý počet funkcí) s nevelkým počtem vstupních proměnných (čtyři až pět, kde lze vystačit s jedním pouzdrem multiplexoru). Mezi výhody patří jednoduchost návrhu, nízká cena, malé zpoždění, možnost změny realizované funkce přestavitelnými propojkami (pokud na ně myslíme při návrhu plošného spoje, dnes tato výhoda ustupuje při možnosti použít programovatelné logické obvody). Jak již bylo řečeno, tento způsob realizace se často používá ve vnitřní struktuře integrovaných obvodů.
Dekodéry se rovněž používají k realizaci KLF především v integrovaných obvodech jsou základním stavebním prvkem pamětí PROM a programovatelných logických obvodů. Použití dekodérů může být efektivní při realizaci více funkcí stejných proměnných, pokud jejich tvar je takový, že nevyžaduje příliš mnoho dalších pouzder IO.
Speciální obvody - používají se pro realizaci často se vyskytujících funkcí představují obvykle nejvýhodnější řešení, pokud jde právě o funkce, pro něž jsou navrženy. Je-li však nutno doplňovat je dalšími kombinačními obvody,bývá často výhodnější použít programovatelné logické obvody.
Paměti PROM jsou nepostradatelné tam, kde jde o realizaci funkcí mnoha vstupních proměnných a je žádána možnost dodatečné změny těchto funkcí zcela libovolným způsobem, pokud není na závadu jejich větší zpoždění. To je zejména případ pamětí programu pro mikropočítače, ale i dalších aplikací, kde se vyskytují velmi složité KLF.
Programovatelné logické obvody - představují zpravidla ekonomicky i technicky vhodné řešení tam, kde ostatní způsoby realizace vyžadují použití příliš velkého počtu pouzder a kde paměti PROM jsou zbytečně velké, popř. příliš drahé nebo pomalé.
Ve zvláštních případech je možno k realizaci kombinačních logických funkcí využít i jiných prostředků - tranzistorů, diod a podobně, což může být vhodné například tam, kde nemáme k dispozici vhodný napájecí zdroj pro číslicové obvody a jeho vytvoření by bylo složitější než realizace KLD uvedeným způsobem.
Hazardy v kombinačních logických obvodech, jejich projevy a zneškodnění.
Říkáme, že v obvodu je hazard, jestliže v důsledku časového zpoždění při průchodu signálu logickými členy mohou vznikat na jeho výstupu při změnách vstupních signálů přechodné jevy ve tvaru impulsů, které by zde nebyly přítomny, pokud by logické členy byly ideální (bez zpoždění).
Hazardy mohou být statické nebo dynamické. Statický hazard působí takové chování obvodu, kdy očekávaný výstupní signál má mít stálou úroveň, ale při změně sledované vstupní veličiny může vlivem časových zpoždění v obvodu na výstupu vzniknout parazitní impuls opačné úrovně. Trvání impulsu, popř. skutečnost, zda vůbec k jeho vzniku dojde, závisí na konkrétních hodnotách zpoždění v obvodech, jimiž signál prochází. O dynamickém hazardu mluvíme tam, kde očekáváme při změně vstupní veličiny změnu veličiny výstupní. Zpravidla očekáváme, že jedna změna vstupní veličiny způsobí jednu změnu výstupní veličiny. Je-li však v obvodu dynamický hazard, může se odezva výstupní veličiny skládat z většího lichého počtu změn, tj. k očekávané změně se přidá ještě jeden (nebo i více) parazitních impulsů. Je možno ukázat, že dynamické hazardy se mohou objevit v kombinač-ních obvodech složených ze součinových a součtových logických členů jen tehdy, je-li zapojení vícestupňové (nikoliv dvoustupňové). Ve dvoustupňovém zapojení, které vznikne realizací kombinační logické funkce pomocí součtových a součinových logických členů na základě zápisu funkce ve tvaru SOP nebo POS, jak jsme ji poznali dříve, mohou vzniknout jen statické hazardy.
Pokud se mění současně dvě nebo více vstupních proměnných, musíme počítat s tím, že ve skutečnosti mezi jejich změnami může být sice malá, ale nenulová doba a během ní může na výstupu vzniknout přechodný stav, který lze odstranit jen přesným vyrovnáním jednotlivých zpoždění, což však při změnách těchto zpoždění vlivem teploty, stárnutí materiálu a podobně je obtížné a nespolehlivé, a proto se takovému postupu snažíme vyhýbat. Hazardy při změně více vstupních proměnných se někdy označují za hazardy souběhové.
Hazardy v klf obvodech s dvoustupňovou strukturou (NAND-NAND, NOR-NOR)
V zapojení s členy NAND vzniká při hazardu parazitní impuls úrovně L při klidové úrovni H, u zapojení se členy NOR je tomu naopak.
Způsoby odstranění hazardů:
Doplnění smyček v Karnaughově mapě tam, kde se sousední smyčky dotýkají. Podmínkou je použití dvoustupňového zapojení NAND-NAND nebo NOR-NOR složeného ze základních kombinačních logických obvodů
Výstupní signály využijeme až po uplynutí určité doby po změně vstupních proměnných, kdy již dojde k ustálení výstupů a odeznění parazitních impulsů. Takové vzorkování je typické pro synchronní sekvenční systémy.
parazitní impulsy se nevyskytují na výstupech klopných obvodů používaných v synchronních systémech. Je-li výstup nějakého subsystému (čítače,stavového automatu) registrového typu, nemusíme u něj mít obavy z přítomnosti parazitních impulsů.
V některých případech můžeme hazardy připustit, pokud jsme si jisti, že nemohou způsobit nepříjemnosti. Vytváříme-li např. řídící signál pro nulovaní vstup klopného obvodu, který má aktivní úroveň L, pak hazardy u zapojení se strukturou NAND-NAND, při nichž vznikají parazitní impulsy úroveň L, mohou způsobit nežádoucí aktivaci tohoto vstupu. U zapojení typu NOR-NOR nebo NAND-NAND však vytváří parazitní impulsy opačné úrovně, které tento účinek mít nemohou.
V nejvyšší nouzi je možno použít filtr RC s charakterem integračního článku. To se ale moc nedoporučuje, jelikož filtr může být příčinou dalších problémů.
Hlavní typy klopných obvodů používaných v číslicové technice. Použití obvodů řízených hranou.
Dnes se setkáváme nejčastěji s klopnými obvody se statickým řízením a s klopnými obvody řízenými hranou. První z nich se vyskytují především v podobě obvodů RS a obvodů typu D se statickým řízením, které se sdružují do větších skupin – záchytných registrů. Ostatní typy klopných obvodů, tj. obvody typu JK, T, DE a také obvody typu D, se používají nejčastěji v provedení řízeném hranou hodinového signálu (synchronní), ať již samostatně nebo jako registr, tj. jako skupina klopných obvod
Vloženo: 24.04.2009
Velikost: 1,91 MB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu BICT - Impulzová a číslicová technika
Reference vyučujících předmětu BICT - Impulzová a číslicová technika
Podobné materiály
Copyright 2024 unium.cz