Testy různé

em v poměru 1 : 1 až 99 : 1
9 Zpracování a zviditelnění vícebitových digitálních signálů
9.1 Navrhněte zapojení pro aritmetické sčítání a odčítání dvou 12-bitových čísel.
Řešení lze odvodit expanzí z obr. 9.5. Další 4-bitová integrovaná sčítačka bude na svém vstupu C0 zpracovávat informaci o přenosovém bitu C4 předchozí integrované sčítačky.
9.2 Proč se vícemístné displeje LED a LCD provozují nejčastěji v dynamickém režimu?
Multiplexovaný dynamický režim minimalizuje počet potřebných znakových nebo sedmisegmentových dekodérů a u displejů se zobrazovači LED výrazně spoří potřebný napájecí příkon. Důležitou podmínkou je, aby přepínací kmitočet byl dostatečně vysoký (setrvačnost lidského oka).
9.3 Co znamená pojem zadní elektroda (backplane) u displejů?
Je to společná elektroda zobrazovačů LCD (s tekutými krystaly). Zviditelnění obrazce na displeji LCD nastává vznikem napěťového rozdílu mezi průhlednou elektrodou ve tvaru zobrazovaného obrazce a zadní elektrodou zobrazovače LCD.
Vzniklé elektrické pole reorientuje nematické kapalné krystaly z původního zkrouceného uspořádání (propouštějícího světlo) do homeotropního uspořádání (to již světlo nepropouští). Po vypnutí elektrického pole se krystaly vrátí do původního zkrouceného uspořádání drženého povrchovým zakotvením molekul a vzorek je opět průhledný. Zobrazovač LCD pracuje buď na zviditelnění odrazu nebo prostupem světla (v tomto případě je vybaven vlastním homogenním zdrojem světla, který displej zezadu prosvětluje). Elektrické pole musí být střídavé, jinak by došlo k elektrolýze roztoku. Na podobném principu pracují i moderní barevné obrazovky LCD monitorů PC. Například monitor s obrazovkou pro 1024x768 bodů (pixelů) má skleněnou krycí desku pokrytou 2 359 296 obrazovými elementy se stejným počtem
tenkovrstvých tranzistorů (TFT) se systémem XY elektrod. Jeden obrazový element má plochu přibližně 0,2 x 0,2 mm2. U barevného monitoru je jeden obrazový element složen ze tří sousedících obrazových elementů, opatřených červeným,
zeleným a modrým (RGB) filtrem. Tím se dosáhne toho, že různý stupeň světelné propustnosti obrazového elementu odpovídá barevnému odstínu.
10 Systémy pro digitální zpracování analogových signálů
10.1 Určete důvod použití vzorkovačů s analogovou pamětí v systémech digitalizace analogových signálů.
Paměťové vzorkovače jsou obvody, které dokáží ve velmi krátkém čase (ns a kratší) odebrat vzorek časově proměnného signálu a uložit jej do analogové paměti, v níž zůstane „beze změny“ uchován po dobu následného analogově digitálního převodu v převodníku AD. Tyto obvody se používají v režimu sample-hold (S/H) nebo trackhold (TH).
10.2 Co to je rozlišovací schopnost převodníku AD?
Udává počet diskrétních úrovní, které daný převodník AD rozliší. Například 12-bitový převodník AD rozliší v ideálním případě 212 = 4096 diskrétních analogových úrovní ve svém vstupním analogovém rozsahu.
10.3 Jaké jsou nejčastěji sledované chyby převodníku DA?
Chyba zisku (maxima), chyba nuly (minima), chyba linearity. Obě první chyby lze externími obvody kompenzovat, chyba linearity se kompenzuje velmi obtížně. Ve speciálních kalibrovaných převodnících se v tomto případě využívá digitální korekce údaje.
10.4 Nakreslete a popište blokové schéma převodníku DA, který se velmi často používá v kalibrátorech a přesných digitálně řízených zdrojích stejnosměrného napětí.
Je to převodník DA s mezipřevodem na šířku impulsu. Schéma viz obr. 10.16.
10.5 Jak se liší kompenzační a aproximační převodník AD?
Tyto převodníky se liší pouze řídicím obvodem a metodou hledání digitálního ekvivalentu vstupního napětí. Řídicí obvod kompenzačního ADC pracuje jako obyčejný čítač vpřed, u aproximačního převodníku se používá registr postupné aproximace (SAR), který testuje digitální ekvivalent zkusným nastavováním jednotlivých bitů od MSB do LSB. Proto má také aproximační ADC konstantní dobu převodu AD, která pro N-bitový ADC trvá právě N taktů.
10.6 Jaká je doba převodu AD u sledovacího ADC?
Pokud není sledovací ADC přetížen, čili strmost změny vstupního analogového napětí nepřekročí hodnotu uLSB/TT, kde TT označuje čas jednoho taktu, trvá převod AD právě jediný takt TT.
10.7 Proč bývají přesné laboratorní multimetry osazeny právě integračními převodníky AD?
Nevadí-li poměrně dlouhá doba převodu AD u tohoto typu ADC, vyniká do popředí výborná schopnost potlačit parazitní vliv chybových střídavých signálů superponovaných na měřené stejnosměrné napětí. Je-li doba integrace měřeného napětí celým násobkem periody rušivého superponovaného napětí, jsou tato rušivá napětí téměř dokonale potlačena a neovlivní přesný výsledek převodu AD.
12 Architektura číslicového počítače
12.1 Jaký je rozdíl mezi architekturou von Neumanovou a harvardskou?
V harvardské koncepci je paměť rozdělena na paměť dat a paměť programu.
12.2 Jakým způsobem byl programován první elektronkový počítač ENIAC?
Byl programován pomocí drátěných propojek v poli zdířek.
12.3 Vysvětlete pojem generace počítačů?
Pojem generace počítačů vyjadřuje hodnocení stupně vývoje číslicových počítačů z hlediska systémového a technologického řešení, používaného programového vybavení, výkonnosti a dalších dosahovaných parametrů.
13 Činnost číslicového počítače
13.1 Co je a z čeho se skládá strojový cyklus?
Strojový cyklus je základní časovou jednotkou z hlediska přenosu informace mezi procesorem a okolím. Skládá se z několika taktů (většinou 3 a více, záleží na tom, co se má během daného strojového cyklu odehrát) a lze ho definovat jako časový interval, během něhož dojde k přenosu jednotky informace mezi procesorem a jeho okolím (jednotkou informace tedy v tomto případě je paralelní slovo s počtem bitů rovným počtu vodičů datové sběrnice).
13.2 K čemu slouží přerušovací systém mikroprocesoru?
Přerušovací cyklus je sytém obsluhy událostí, které nezávisí na průběhu vykonávání hlavního programu.
13.3 K jakému účelu je určena zásobníková paměť?
Primární způsob použití je k uchovávání návratových adres při skocích do podprogramů nebo obsluh přerušení.
13.4 Jakým způsobem probíhá provedení každé instrukce v mikropočítači?
Provedení každé z instrukcí programu spočívá v opakování dvou kroků:
I. Čtení instrukce z operační paměti (nutno si uvědomit, že každá instrukce se obecně skládá z operačního kódu a odkazů na operandy a k zakódování této informace nemusí obecně stačit počet bitů jediné buňky operační paměti).
II. Provedení instrukce (samotné provedení instrukce může ale nemusí znamenat komunikaci procesoru s okolím, tedy při provedení instrukce procesor může ale nemusí vykonat další strojové cykly).
14 Specifika mikroprocesorů
14.1 Jaký je rozdíl mezi aritmeticko-logickou jednotkou a řídící jednotkou mikropočítače?
Řídící jednotka dekóduje instrukci a buď ji sama vykoná nebo ji pošle do jiného modulu. ALU pouze vykonává instrukce, které obdrží od řídící jednotky.
14.2 Co je Instrukční soubor?
Instrukční soubor je sada instrukcí, které procesor rozpozná a je schopen je provést. Každý mikroprocesor má svůj instrukční soubor s různým počtem instrukcí.
14.3 Jaký znak se používá pro oddělení komentáře při psaní programu v assembleru?
„ ; “
14.4 Jak se liší synchronní datový signál od asynchronního při sériovém přenosu dat?
Při asynchronním sériovém přenosu se připojují START a STOP bity na začátek a
konec přenášeného slova.
15 Mikrokontrolery MOTOROLA
15.1 Jaká je hlavní nevýhoda monitoru u mikrokontrolerů firmy ATMEL?
Po resetu se uživatelský program nezačne provádět ihned, ale až po době potřebné k tomu, aby MCU zjistil, že není připojen k programátoru.
15.2 Které programovací registry mají mikrokontrolery NITRON a kolik mají bitů?
Akumulátor (střadač) – 8 bitů
Indexový registr (Index register) – 16 bitů
Ukazatel zásobníku (Stack Pointer) – 16 bitů
Programový čítač (Program Counter) – 16 bitů
Příznakový registr (condition Code Register) – 8 bitů
15.3 Kolik bitů má příznakový registru a jaká je jejich funkce?
Příznakový registr (CCR) (Condition Code Register) – Jednotlivé bity podmínkového registru jsou aktualizovány při provedení většiny instrukcí. Význam jednotlivých bitů je:
Bit C – přenos (carry). Nastaví se na 1, jestliže u právě provedené operace vyskytl přenos nebo výpůjčka do respektive z vyššího řádu.
Bit V – přetečení (overflow). Nastaví se na 1, jestliže u právě provedené operace došlo k přetečení rozsahu.
Bit Z – nula (zero). Nastaví se na 1, jestliže u právě provedené operace byl výsledek nulový.
Bit N – záporný výsledek (negative). Nastaví se na 1, jestliže u právě provedené operace byl výsledek záporný.
Bit I – maskování maskovatelných přerušení (interrupt mask). Jestliže je 0, přerušení je povoleno. Má vliv na všechna přerušení kromě nemaskovatelných.
Bit H – poloviční přenos (half carry). Nastaví se na 1, jestliže u právě provedené operace vznikl přenos z 3 do 4 bitu (používá se pro počítání s čísly v kódu BCD).
15.4 Co je relativní adresování?
Při instrukcích relativních skoků a podmíněných relativních skoků se používá relativní adresování. Tyto instrukce se skládají ze dvou bytů s tím, že druhý byt se považuje za dvojkové číslo se znaménkem v doplňkovém kódu. Toto číslo se připočítá k obsahu programového čítače PC, čímž se získá adresa cílového skoku. Takto je možné skákat oběma směry.
ZAKLADNÍ POPIS RUZNÝCH SOUČÁSTEK A ZAPOJENÍ
KONTROLNÍ OTÁZKY Z MULTIMEDIÁLNÍ UČEBNICE
1 Základní pojmy digitální techniky
1. Jaká je nejčastěji používaná číselná soustava v digitální technice?
dvojková
2. Sekvenční obvody jsou obvody, jejichž výstupní hodnota je dána:
vstupními hodnotami a výstupními hodnotami předchozího stavu
3. Jak vyjadřujeme hodnoty v binární technice?
číslicemi 1 a 0 a nabo písmeny H a L
4. Určitý přesný okamžik v číslicové technice určujeme:
přivedením změny úrovně signálu z H na L nebo z L na H
5. Platí, že:
sekvenční obvody jsou složeny z kombinačních obvodů
 
2 Kombinační logické funkce
1. Kolik je základních funkcí jedné vstupní proměnné?
osm
2. Kterou funkcí můžeme vyjádřit všechny kombinační logické funkce libovolného počtu proměnných?
NAND nebo NOR
3. De Morganovo pravidlo je, že:
operátory logického součtu nahradíme operátory logického součinu a naopak a invertujeme všechny proměnné a také výsledek
4. Jakým způsobem můžeme zapsat kombinační logickou funkci:
pomocí pravdivostní tabulky nebo logickým výrazem
5. Co je to maxterm?
součtový term obsahující všechny vstupní proměnné
6. Kolik buněk má Karnaughova mapa pro logickou funkci tří vstupních proměnných
8
7. Logickou funkci lze minimalizovat:
pomocí Karnaughovy mapy
8. Úplně určená kombinační logická funkce je taková funkce:
která má všechny hodnoty výstupní proměnné odpovídající hodnotám jedné vstupní proměnné
 
3 Realizace kombinačních log. funkcí
1. Kombinační logickou funkci lze realizovat základním způsobem pomocí?
kombinačních obvodů
2. Chceme-li použít k realizaci místo struktury NAND-NAND strukturu NOR-NOR použijeme:
de Morganovo pravidlo a počet logických obvodů se nezmění
3. Potřebujeme vstupní hodnoty při realizaci logické funkce přímé i negované?
ano, vyžaduje-li to zadaná funkce
4. Co to je multiplexer?
obvod, který má více vstupů a jeden výstup
5. Kolik má multiplexer adresových vstupů, jestliže má osm datových vstupů?
3
6. Co je to kód BCD?
dvojkový kód s oddělenými řády jako u desítkové soustavy
7. Složité logické funkce s kombinačními i sekvenčními obvody je lépe realizovat pomocí:
programovatelných logických polí PLD
8. Paměti PROM lze použít k realizaci logické funkce pouze:
pro aplikace, kde není na závadu větší zpoždění
 
4 Druhy dig. integrovaných obvodů
1. L používáme k označení logické nuly a H k označení logické jedničky. K čemu používáme značku Z?
označení stavu vysoké impedance výstupu
2. Co je to převodní charakteristika hradla?
závislost výstupního napětí na vstupním napětí
3. Co znamená zkratka TTL?
tranzistorově tranzistorová logika
4. Jaké je standartní napájecí napětí integrovaných obvodů TTL?
5 V
5. K čemu používáme Shotkyho diodu v číslicových integrovaných obvodech TTL?
k snížení doby rozepnutí tranzistorů
6. Kolik vstupů má hradlo IIL (integrované injekční logiky)?
pouze jeden
7. Jaký elektronický prvek je základním elementem v logickém hradle CMOS?
unipolární tranzistor
8. Jaké je povolené napájecí napětí u číslicových integrovaných obvodů CMOS (řada 4000):
3 V až 18 V
9. Příkon logických obvodů s rostoucím kmitočtem signálu:
roste
10. Co údává logická zatížitelnost výstupu?
počet vstupů stejných typů logického obvodu, který můžeme bez problémů připojit na výstup hradla
 
5 Zásady navrhování dig. obvodů
1. Kam se připojují nevyužité vstupy hradla NAND nebo AND?
ke kladné svorce napájecího napětí
2. Kam se připojují nevyužité vstupy hradla NOR nebo OR?
k zemnící svorce
3. Můžeme připojit výstup TTL obvodu na vstup CMOS obvodu?
můžeme jen s připojeným vhodným rezistorem mezi výstup hradla a napájecí napětí
4. Můžeme přímo připojit výstup CMOS obvodu ke vstupu TTL obvodu?
můžeme jen přes přizpůsobovací obvod s tranzistorem
5. Obvody s označením 74HCT využívají technologii:
CMOS
6. Mechanický spínač připojený na vstup logického obvodu:
generuje zákmity, které vstupní hradlo chybně vyhodnotí
7. Přechodné děje na mechanických tlačítkách mohou být eliminovány pomocí:
integračního článku
8. Můžeme relé s ovládacím proudem 100 mA řídit výstupem logického hradla?
můžeme jen pomocí tranzistorového spínače s výkonovým tranzistorem
9. Co znamená, když je výstup hradla s otevřeným kolektorem?
při úrovni H je výstup odpojen od veškerých vnitřních obvodů hradla
10. Vedení pro přenos signálu nazvané nesymetrické:
má jeden vodič trvale spojen se zemí
11. Co je to elektricky krátké vedení?
vedení, jímž signál projde za kratší dobu než je doba trvání nejstrmější hrany
12. Společný (zemnící) vodič v digitálním zařízení musí mít:
co nejmenší odpor a indukčnost
 
6 Tvarování a zdržování impulsů
1. Logické obvody jsou schopny bezchybně zpracovat signály, jejichž strmost hran je:
větší než 1 V/us
2. Co je to Schmittům klopný obvod?
logický člen s hysterezí
3. Monostabilní klopný obvod je klopný obvod, který:
má jeden stabilní stav
4. Monostabilní klopný obvod je používán k:
zkracování a prodlužování impulzů
5. Obvod 555 je:
integrovaný časovač
6. Může být připojen výstup obvodu 555 na vstupy hradel TTL nebo CMOS?
může
7. Čím je dána doba pulzu monostabilního klopného obvodu s 555?
časovou konstantou připojeného RC článku
8. Jaké jsou rozhodovací úrovně u obvodu 555?
1/3 a 2/3 napájecího napětí
9. Při průchodu signálu elektrickými obvody dochází k:
zpoždění signálu
10. Co znamená, když řekneme, že systém je synchronní?
činnost systému je řízena hodinovým signálem
 
7 Generátory pravoúhlých kmitů
1. Nevýhodou generátorů RC s jednoduchými logickými hradly je:
nízká kmitočtová stabilita
2. Máme pasivní integrační článek a připojíme na něj konstantní stejnosměrné napětí. Jak se mění napětí na kondenzátoru v čase?
exponenciálně roste
3. Může být použit monostabilní klopný obvod k návrhu generátoru pravoúhlých kmitů?
ano
4. Jaká se používá zpětná vazba u generátoru periodického signálu?
kladná
5. Co se stane u multivibrátoru s obvodem 555, když dosáhne napětí na kondenzátoru 2/3 napájecího napětí?
kondenzátor se začne vybíjet a na výstupu se změní logická úroveň z H na L
6. U generátoru řízeného napětím se řídicím napětím:
nastavuje kmitočet signálu
7. Jaká je výhoda generátoru řízeného krystalem?
vysoká stabilita a přesnost kmitočtu
8. Čím je dán kmitočet výstupního signálu u generátoru řízeného krystalem?
rezonančním kmitočtem krystalu
 
8 Kmitočtové syntezátory a ústředny
1. Na výstupu směšovače je signál s kmitočtem, který je dán:
součtem kmitočtů vstupních signálů
2. Je závislý maximální kmitočet u fázového závěsu na napájecím napětí?
ano s rostoucím napětím roste
3. Co používá přímá kmitočtová syntéza pro výrobu kmitočtu?
aritmetické operace
4. Důležitým blokem obvodu 4046 (smyčka fázového závěsu) je:
oscilátor řízený napětím
5. Lze použít u obvodu 4046 (smyčka fázového závěsu) řízený oscilátor (generátor) samostatně?
ano, vždy
6. Čítače se často používají jako:
dělič kmitočtu
7. Vratné čítače mohou čítat:
vpřed i vzad podle módu čítače
8. Z jakých klopných obvodů jsou složeny čítače?
z klopných obvodů D
9. S jakým kódem pracuje Johnsonův čítač?
s plazivým číselným kódem
 
9 Vícebitové digitální signály
1. Neúplná jednobitová sčítačka má:
dva vstupy a dva výstupy
2. Jaký je rozdíl mezi úplnou a neúplnou jednobitovou sčítačkou?
úplná má navíc vstup pro přenos z nižšího řádu
3. Čtyřbitovou sčítačku jednoduše sestavíme:
ze čtyřech jednobitových úplných sčítaček zapojených do kaskády
4. Aritmetické operace odčítání se obvykle realizuje pomocí:
součtu doplňkových čísel
5. Jaké jsou limitující údaje při použití LED displeje?
propustný proud a teplota
6. Čím se vyznačují displeje LCD?
nízkou spotřebou
7. Jaký se používá řídicí signál pro LCD displeje?
střídavý obdélníkový
 
10 Dig. zpracování anal. signálů
1. Co má za úkol vzorkovač?
udržet odebraný vzorek ve své paměti po určitou dobu
2. Který prvek je používán ve vzorkovači jako jeho paměť?
kapacitor
3. Jaký je rozdíl mezi obvody S/H a T/H
obvody T/H mají místo režimu vzorkování režim sledování
4. Jaký je rozdíl mezi unipolárním a bipolárním převodníkem?
unipolární zpracovává pouze napětí jedné polarity, kdežto bipolární zpracovává obě polarity
5. Co znamená zkratka LSB?
bit s nejnížší váhou
6. Rozlišovací schopnost DA převodníku se vyjadřuje:
počtem diskrétních úrovní výstupní veličiny
7. Co je to rezistorová síť R - 2R?
je to síť, kde se používají rezistory pouze s hodnotami R a s hodnotamy 2krát větší než R
8. Jaký prvek je použit ve zpětné vazbě u kompenzačního AD převodníku?
DA převodník
9. Jaký používá mezipřevod AD převodník s postupnou aproximací?
nepoužívá mezipřevod
10. Jaká je hlavní výhoda AD převodníku sigma-delta?
vysoká rozlišovací schpnost
11. "Aliasing" filtr je navržen tak, aby propouštěl signál s kmitočtem:
maximálně polovičním než je vzorkovací frekvence Ad převodníku
KONTROLNÍ OTÁZKY Z LABORATORNÍCH ÚLOH
 
1. Čím je způsobeno zdržení signálu v elektronických obvodech?
Je to způsobeno dobou kterou potřebuje tranzistor k přechodu z nasyceného stavu do stavu nahrazení.
 
2. Jaký je rozdíl mezi čítačem 74ALS192 a čítačem 74ALS193?
- dekadický čítač s oddělenými vstupy pro čítání vpřed a vzad
- čtyřbitový čítač s oddělenými vstupy pro čítání vpřed a vzad
 
3. Popište, jak byste realizovali sériový a paralelní registr.
- Sériový registr - Přivést sériová data na sériový vstup A0 registru a na výstupech Q1 až Q5  postupně odebírat výslednou paralelní informaci.
- Paralelní registr - Přivést paralelní data na paralelní vstupy A1 až A5 registru a z výstupu Q1 odebírat výslednou sériovou informaci
 
4. Stanovte logický zisk pro integrovaný obvod 74ALS00. Potřebné hodnoty najděte v katalogu.  
AH=IOH/IIH , AL=IOL/IIL
 
5. Jak byste řešili připojení vstupu hradla CMOS k výstupu hradla TTL a obráceně.
54HC/74HC jsou konstruovány tak, aby mohly přímo nahradit obvody TTL a bez problémů
s nimi spolupracovat. Jsou vyrobeny zdokonalenou třímikronovou technologií CMOS s
křemíkovými hradly tranzistorů, mají shodné rozložení vývodů na patici jako odpovídající
typy TTL, mají malé napájecí napětí UCC = 2 až 6 V, jejich výstupní úrovně odpovídají
požadavkům na buzení obvodů jak CMOS tak i TTL, avšak z hodnot pro vstupní napětí uIL <
0,2 UCC a uIH > 0,7 UCC je zřejmé, že se dají bez potíží budit z obvodů CMOS, ale že
zaručované výstupní napětí obvodů TTL, uOH > 2,4 V, nebude stačit ke správnému vybuzení
obvodu CMOS, u něhož se při stejném napájecím napětí UCC = 5 V požaduje vstupní napětí
uIH 3,5 V. Tato potíž se vš