Thiết bị xung và kỹ thuật số. Các thông số của thiết bị xung và kỹ thuật số
KỸ THUẬT XUNG, một lĩnh vực kỹ thuật vô tuyến và điện tử, bao gồm việc phát triển và sử dụng các phương pháp và phương tiện tạo ra, chuyển đổi và khuếch đại các xung điện, đo lường và chỉ báo của chúng, cũng như nghiên cứu các quá trình xung trong mạch điện. Các xung điện - cả đơn và chuỗi (chuỗi) xung tạo thành tín hiệu xung - được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống tự động hóa, cơ điện tử và công nghệ máy tính, thông tin vô tuyến và radar, truyền hình và thiết bị đo lường.
Các tín hiệu xung mang thông tin hoặc điều khiển hoạt động của các thiết bị điện tử khác nhau về biên độ, thời lượng và tốc độ lặp lại xung cũng như đặc tính của chúng. vị trí tương đối trong loạt phim. Tầm quan trọng lớn trong công nghệ xung là chu kỳ hoạt động - tỷ lệ giữa khoảng thời gian lặp lại của các xung của một chuỗi với thời lượng của chúng. Ví dụ, chu kỳ nhiệm vụ xác định tỷ lệ công suất đỉnh cao tín hiệu xung đến công suất trung bình của chúng, điều này đối với nhiều thiết bị xung là chỉ số quan trọng nhất công việc.
Thời lượng của các xung, tùy thuộc vào ứng dụng, có thể thay đổi trong giới hạn đáng kể. Ví dụ, trong tự động hóa, chúng hoạt động với các xung có thời lượng khoảng 0,01-1 giây, trong liên lạc vô tuyến xung - 10 -4 -10 -6 giây, trong công nghệ máy tính- lên tới 10 -9 giây. Thông thường, ngay cả trong cùng một lĩnh vực công nghệ, các xung có thời lượng và tốc độ lặp lại khác nhau vẫn được sử dụng. Khi tiếp xúc với xung dòng điện hoặc điện áp mạch điện, có đặc tính lưu trữ năng lượng, xảy ra các quá trình nhất thời, tầm quan trọng của nó trong công nghệ xung là rất lớn. Các hiện tượng liên quan đến các quá trình nhất thời thường được sử dụng trong hoạt động của các thiết bị xung, nhưng trong một số trường hợp, chúng có tác động có hại và dẫn đến sự phức tạp về mạch và cấu trúc của thiết bị. Tính đặc thù của phương pháp, phương tiện tạo, chuyển đổi, đo, ghi tín hiệu xung và quá trình phân tích trong thiết bị xung chủ yếu là do tính không cố định của chúng.
Tín hiệu xung được đặc trưng bởi sự tập trung năng lượng cao trong khoảng thời gian ngắn; ví dụ, công suất trong một xung vô tuyến do máy phát radar phát ra đạt tới hàng chục MW trở lên, cao hơn vài nghìn lần so với công suất trung bình trong thời gian truyền của toàn bộ chuỗi xung. Sự tập trung năng lượng này giúp giải quyết được nhiều vấn đề trong việc truyền tín hiệu điện, khi đáp ứng ở đầu ra của hệ thống tỷ lệ thuận với công suất tín hiệu ở đầu vào của nó. Các xung điện từ ngắn hạn mạnh mẽ được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu vật lý về tính chất của vật chất và đi kèm với các hiện tượng tự nhiên. Tác động của xung điện từ chủ yếu dẫn đến gián đoạn hoạt động của hệ thống cung cấp điện, gây nhiễu, gián đoạn hoạt động của các dịch vụ kỹ thuật vô tuyến (thông tin liên lạc, phát thanh truyền hình, radar, dẫn đường vô tuyến, thiên văn vô tuyến, v.v.) và thiết bị vô tuyến điện tử. .
Các hệ thống xung đầu tiên - máy phát vô tuyến tia lửa điện cho tín hiệu điện báo và giọng nói - được A. S. Popov tạo ra lần lượt vào năm 1895 và 1903. Phát triển nhanh chóng công nghệ xung kể từ đầu những năm 1930, nó chủ yếu gắn liền với sự xuất hiện và cải tiến của radar và truyền hình. Trong những năm 1930-40, nền móng đã được đặt ra cho việc hình thành các xung ở hầu hết mọi hình dạng bằng cách sử dụng các phần tử khuếch đại - ống vô tuyến, cũng như các phần tử thụ động - điện trở, tụ điện, cuộn cảm; vào những năm 1950, các ống vô tuyến được thay thế bằng bóng bán dẫn, sau đó là các vi mạch tương tự tích hợp và các phương pháp kỹ thuật số bắt đầu được sử dụng ngày càng rộng rãi. Vào cuối thế kỷ 20, việc tạo xung bằng phương pháp phần cứng đã được thay thế bằng sự hình thành các phương pháp tính toán (phần mềm) cho phép tổng hợp xung. hình thức nhất định với các thông số cần thiết.
S. L. Misenkov.
Các thiết bị xung được thiết kế để tạo ra, hình thành, khuếch đại, truyền, chuyển đổi và đo các xung điện. Chúng bao gồm các máy phát xung, máy biến áp xung, bộ kích hoạt, bộ đa dao động, bộ đếm xung, v.v. Các thiết bị xung phải chịu tác động không liên tục của các tín hiệu điện khác nhau về hình dạng, biên độ và thời lượng, tốc độ lặp lại, cũng như sự sắp xếp của chúng thành một chuỗi theo loại đã chọn điều chế xung và một số mã điều kiện. Các thiết bị xung sử dụng các xung đơn và chuỗi (chuỗi) xung. Trong radar, hệ thống định vị vô tuyến, thông tin vô tuyến, v.v., tín hiệu xung có dải tần từ hàng chục Hz đến hàng chục GHz. Sử dụng thiết bị xung có thể ghi lại rất chính xác thời gian tiếp xúc với tín hiệu xung và tạo ra thiết bị không tiếp xúc chìa khóa điện tử. TRONG mạch logic các thiết bị xung sử dụng sự phân tách rõ ràng giữa hai trạng thái có thể mạch điện tử: “có căng thẳng” - “không có căng thẳng” (“có” - “không”). Để thực hiện các hoạt động logic có độ phức tạp khác nhau, ví dụ, có các mạch phân biệt và mạch tích hợp, đường tạo hình, biến áp xung và bộ khuếch đại, đường trễ, bộ hạn chế, kẹp mức, mạch chia tỷ lệ, flip-flop, bộ đa hài, bộ tạo chặn, tần số xung bộ chia, bộ chọn xung, thiết bị mã hóa (và thiết bị giải mã), bộ giải mã, ma trận, phần tử bộ nhớ máy tính, v.v. Sử dụng các phép biến đổi và phép toán logic thích hợp trên tín hiệu xung, thông tin hữu ích chứa trong các xung đã xử lý sẽ được cô lập, phân tích, nhận dạng và ghi lại. Thiết bị xung được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị đo vô tuyến (máy đo tần số, máy hiện sóng, máy phân tích phổ, máy đo khoảng thời gian, v.v.).
Lit.: Itskhoki Ya. S., Ovchinnikov N. I. Thiết bị kỹ thuật số xung. M., 1972; Erofeev Yu.N. Thiết bị xung. tái bản lần thứ 3. M., 1989, Zeldin E. A. Thiết bị xung trên vi mạch. M., 1991; Frolkin V. T., Popov L. N. Thiết bị xung và kỹ thuật số. M., 1992; Brammer Yu. A., Pashchuk I. N. Thiết bị xung và kỹ thuật số. tái bản lần thứ 8. M., 2006.
Thiết bị xung
(ghi chú bài giảng)
Giới thiệu
Thiết bị xung là một loại thiết bị điện tử hoạt động với các dao động (tín hiệu) loại xung, I E. hoạt động trong một khoảng thời gian giới hạn và có thể lặp lại theo định kỳ hoặc theo khoảng thời gian ngẫu nhiên.
Các thiết bị xung phát sinh gần như đồng thời với sự ra đời của các thiết bị kỹ thuật khác sử dụng công nghệ hiện có. các thiết bị điện tử- ống điện tử. Sự phát triển mạnh mẽ nhất của các thiết bị xung vào đầu những năm 40 gắn liền với một nhiệm vụ ứng dụng quan trọng - chế tạo các radar xung. Các thiết bị xung trong radar vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, trong khi các thiết bị vi sóng điện tử vẫn được sử dụng: magnetron, TWT, v.v. do nhu cầu thu được công suất tính bằng đơn vị và hàng chục megawatt, xác định yêu cầu về điện áp hoạt động hàng trăm volt và được không có sẵn cho công nghệ bán dẫn.
Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ máy tính vi điện tử không làm cạn kiệt việc sử dụng công nghệ xung, được sử dụng rộng rãi để giải quyết nhiều vấn đề thực tế trong các thiết bị kỹ thuật số chuyên dụng, bao gồm các thiết bị điều khiển cho máy công cụ, cơ chế, thiết bị điện dòng cao, thiết bị gia dụng. , vân vân. Kiến thức về các nguyên tắc và phương pháp thiết kế các thiết bị xung giúp phân biệt một chuyên gia trong lĩnh vực này với người dùng máy tính cá nhân ở bất kỳ cấp độ phần mềm nào.
Các thiết bị kỹ thuật số sử dụng cách biểu diễn dữ liệu được phân tích dưới dạng mã kỹ thuật số, trong phần lớn các trường hợp - mã nhị phân. Mã kỹ thuật số không phải là tín hiệu xung, nó chỉ đơn giản biểu thị một tập hợp các ký hiệu không tương thích, thường là các ký hiệu rời rạc “0” và “1”. Trong một thiết bị điện tử, các ký hiệu này được so sánh với sự hiện diện hay vắng mặt của giá trị tương tự - điện áp (dòng điện). Trong điều kiện không thể tránh khỏi nhiễu, mức độ chống nhiễu của mã được xác định bởi sự chênh lệch điện áp trên các phần tử điện tử ở trạng thái “0” và “1”. Khi truyền một chuỗi mã, các trạng thái này thay thế nhau tạo thành tín hiệu xung. Điều này xác định vai trò của các thiết bị xung là nguyên tắc thiết kế mạch cơ bản để xây dựng các thiết bị kỹ thuật số.
Theo thời gian, một số giải pháp mạch của công nghệ xung truyền thống đã mất đi ý nghĩa, nhưng nguyên tắc cơ bảnđược lưu trữ trong các mạch vi điện tử hiện đại nhiều cấp độ khác nhau tích hợp được sử dụng bởi các nhà phát triển các thiết bị điện tử khác nhau. Do đó, kiến thức cơ bản về cấu tạo và các quy tắc sử dụng thiết bị xung là một phần cần thiết trong quá trình đào tạo các chuyên gia trong lĩnh vực mạch kỹ thuật số, điều này quyết định việc nên nêu bật phần “Thiết bị xung” làm phần sơ bộ trong môn học “ Thiết bị kỹ thuật số”.
Chủ đề 1. Các khái niệm và định nghĩa cơ bản của công nghệ xung
Loại dao động điện (tín hiệu) chính được sử dụng trong các thiết bị xung được gọi là xung. Trong văn học Anh, hai thuật ngữ được sử dụng: Impulse và Pulse. Đầu tiên đề cập đến một tín hiệu hữu hạn duy nhất có điểm bắt đầu và điểm kết thúc được chọn theo một quy tắc nhất định trên trục thời gian (Hình 1.1). Thuật ngữ thứ hai thường đề cập đến các tín hiệu xung được lặp lại ở một tần số nào đó, được tạo ra bởi một số loại máy tạo xung (Pulser).
Trong thực tế, một tín hiệu xung đơn có đủ hình dáng phức tạp, như trong Hình 1.1, được xác định bởi tác động của nhiều yếu tố phát sinh trong quá trình xây dựng mạch và trong quá trình vận hành mạch. Các bài toán đo lường yêu cầu sử dụng các tham số số đã chọn rất cần thiết cho bài toán đang được giải. bài toán ứng dụng. Tín hiệu trong Hình 1.1 nhìn chung có dạng hình chữ nhật. Để mô tả độ lệch tín hiệu thực từ hàm hình chữ nhật, các tham số số khác nhau được sử dụng.
Tất cả các thiết bị điện tử xử lý các tín hiệu điện thay đổi theo thời gian. Chính nhờ sự thay đổi về thời gian này mà tín hiệu có thể mang một số thông tin. Dựa vào bản chất của sự thay đổi, tín hiệu xung analog và tín hiệu số được phân biệt.
Tín hiệu tương tự có thể nhận bất kỳ giá trị nào trong giới hạn nhất định. Tại bất kỳ thời điểm nào, nó có thể được biểu diễn bằng toán học bằng hàm phân tích mà không có điểm gián đoạn (Hình 1.1a).
Hình 1.1. Tín hiệu điện tử; a) tương tự, b) xung, c) kỹ thuật số
Các thiết bị chỉ hoạt động với tín hiệu analog được gọi là thiết bị analog.
Tín hiệu số chỉ có thể nhận hai giá trị: cao/thấp hoặc 0/1 (đôi khi giá trị thứ ba là “không có tín hiệu”). Cho phép có một số sai lệch so với các giá trị này (Hình 1.1c). Các thiết bị hoạt động độc quyền với tín hiệu số được gọi là thiết bị số.
Tín hiệu xung, giống như tín hiệu analog, có thể có bất kỳ giá trị nào trong một phạm vi nhất định. Tại một số thời điểm, hành vi của nó thay đổi mạnh mẽ và nó không thể được mô tả bằng một hàm phân tích duy nhất mà không có sự gián đoạn (Hình 1.1b). TRONG thiết bị điện tử hiện đạiđôi khi tín hiệu xung được tạo ra phương pháp kỹ thuật số(bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang analog, bộ chuyển mạch analog, v.v.). Các thiết bị như vậy thường được gọi là analog-to-digital. Vì vậy, khái niệm về tín hiệu xung là chung. Các thiết bị kỹ thuật số và analog-to-digital là trường hợp đặc biệt của thiết bị xung.
Tín hiệu số được bảo vệ tốt hơn nhiều so với tín hiệu analog khỏi nhiễu, nhiễu và nhiễu. Những sai lệch nhỏ so với giá trị cho phép không làm biến dạng tín hiệu số vì các vùng luôn tồn tại sai lệch cho phép. Trong một số giới hạn nhất định, chúng không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về nhiệt độ, điện áp nguồn hoặc sự thay đổi thông số của các phần tử; chúng cho phép lưu trữ lâu dài mà không bị mất mát và truyền tải chất lượng cao qua các kênh liên lạc.
Tính năng tín hiệu sốđược công nhận là nó phải duy trì ở từng mức cho phép trong ít nhất một khoảng thời gian tối thiểu nào đó. Tín hiệu tương tự có thể nhận bất kỳ giá trị nào trong thời gian vô cùng nhỏ. Do đó, tốc độ tối đa có thể đạt được của thiết bị analog về cơ bản là lớn hơn tốc độ của thiết bị kỹ thuật số.
Tín hiệu tương tự có khả năng truyền tải thông tin cao hơn vì nó truyền thông tin theo từng giá trị hiện tại ở cấp độ của nó, trái ngược với tín hiệu số chỉ có hai cấp độ. Để chuyển cùng một khối lượng thông tin hữu ích, được chứa trong một tín hiệu tương tự, bạn phải sử dụng tín hiệu số nhiều bit (8, 16 bit, đôi khi nhiều hơn).
Các thiết bị tương tự thường đòi hỏi lao động đáng kể để tùy biến và sự điều chỉnh. Các thiết bị kỹ thuật số dễ thiết kế và cấu hình hơn.
Việc chuyển đổi lẫn nhau các tín hiệu analog và digital đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị đặc biệt - bộ chuyển đổi analog sang digital và digital sang analog. Vì vậy, việc nhận ra lợi ích của việc xử lý tín hiệu số thường đòi hỏi chi phí đáng kể.
Các thiết bị điện tử hiện đại thường chứa cả phần analog và phần kỹ thuật số. Thiết bị điện tử tương tự thường được sử dụng nhiều hơn để xử lý trước tín hiệu theo thời gian thực, khi hiệu suất được đặt lên hàng đầu và yêu cầu về độ chính xác chuyển đổi ở mức vừa phải. Xử lý kỹ thuật số thường được sử dụng ở bước tiếp theo khi được yêu cầu độ chính xác cao chuyển đổi tín hiệu, lưu trữ thông tin lâu dài đáng tin cậy, truyền qua các kênh liên lạc trong điều kiện nhiễu. Không có công thức rõ ràng về thời điểm sử dụng analog và khi nào nên sử dụng analog xử lý số tín hiệu. Giới hạn phụ thuộc vào mức độ cơ sở nguyên tố và trình độ của nhà phát triển.
Cơm. 1.2. Thông số tín hiệu xung
Tín hiệu xung được hiển thị trong Hình. 1.2, được đặc trưng bởi các thông số sau:
ừm – biên độ xung - độ lệch lớn nhất của điện áp Umax so với mức ban đầu Umin;
Nếu các xung động đi theo khoảng bằng nhau, khi đó chúng ta nói về một chuỗi xung định kỳ với thời gian lặp lại
T và = t và + t p,
trong đó t và t p lần lượt là khoảng thời gian của xung và khoảng dừng giữa các xung; thường được xác định ở mức 0,5 biên độ xung;
Phần xung mà tại đó điện áp lệch khỏi mức ban đầu được gọi là đằng trước , và đoạn mà điện áp trở về mức ban đầu là suy thoái kinh tế (cắt ). Trong một xung thực, có thể khó chỉ ra ranh giới tăng giảm và thời lượng tf và tcf của chúng được tính ở mức 0,1 Um và 0,9U m. Mức mặc định thường được coi là bằng 10% (0,1) biên độ, mặc dù đôi khi có thể tìm thấy 5% (0,05), nhưng luôn được đặt trước.
Số xung xuất hiện trong một giây được gọi là tốc độ lặp lại xung quạt ;
Để mô tả một chuỗi xung định kỳ, tham số được sử dụng chu kỳ nhiệm vụ x, là tỷ lệ giữa khoảng thời gian giữa các xung (tạm dừng) với thời lượng của chính xung đó;
Trong trường hợp chúng thường xử lý các xung định kỳ ngắn (chu kỳ nhiệm vụ cao), ví dụ như radar, khi t và< Trường hợp đặc biệt của chuỗi xung tuần hoàn trong đó độ dài xung bằng khoảng thời gian tạm dừng là quanh co
, với chu kỳ nhiệm vụ x=1. Tín hiệu số là trường hợp đặc biệt của tín hiệu xung; chúng có hai mức điện áp cho phép. Để thuận tiện cho việc mô tả toán học hình thức, một trong các mức này được gọi là mức logic một (một cấp) và mức kia được gọi là mức logic 0 (mức 0). Thông thường, mức logic 0 tương ứng với mức điện áp thấp và mức logic tương ứng với mức điện áp cao. Người ta thường gọi đây là logic tích cực
. Đôi khi trong các bus hệ thống của bộ vi xử lý, khi truyền tín hiệu qua các kênh truyền thông, một biểu diễn nghịch đảo được sử dụng, gọi là logic tiêu cực
; Số 0 logic là mức cao và số 0 logic là mức thấp. Ngoài ra còn có các phương pháp mã hóa phức tạp hơn. Nhưng chúng ta sẽ chủ yếu sử dụng các khái niệm logic tích cực. Cấu trúc của một phần tử logic (LE) điển hình được thể hiện trong Hình 1.3. Nút logic đầu vào thực hiện các hoạt động logic trên tín hiệu đầu vào. Mỗi tín hiệu logic đầu vào I (Input) được mô tả bằng một tập hợp các tham số; ¾ mức logic của điện áp vào/ra E 0 và E 1, ¾ dòng điện vào I0 và I1 tương ứng với các mức đầu vào. Mỗi tín hiệu đầu vào phải được cung cấp cho một đầu vào LE riêng biệt. Mặt khác, việc áp dụng một số tín hiệu đầu vào cho một đầu vào của LE có thể dẫn đến cạnh tranh tín hiệu và do đó, gây ra sự không chắc chắn về mức điện áp ở đầu vào, điều này tất nhiên là không thể chấp nhận được. Số lượng đầu vào m được gọi là hệ số kết hợp đầu vào m
và có thể là 1 £ m £1. Giá trị lớn nhất m=8 là do đơn vị thông tin là byte
chứa 8 bit (có thể có 2 8 = 256 trạng thái, được coi là đủ để mã hóa bất kỳ ký hiệu thông tin nào - các số từ 0 đến 9, các chữ cái trong bảng chữ cái, v.v.). Trong một số trường hợp hiếm hoi, khi cần một LE có số lượng đầu vào lớn, một IC đặc biệt được kết nối với đầu vào của LE - một bộ mở rộng logic. Công tắc bóng bán dẫn, được mô tả thông thường trong Hình 1.3 dưới dạng công tắc cơ học, được điều khiển bằng tín hiệu logic đầu vào thu được và thường thực hiện hai chức năng: ¾ thao tác phủ định logic “KHÔNG” (nếu mức đầu vào cao, công tắc sẽ đóng và mức tín hiệu đầu ra trở nên thấp); ¾ cung cấp khả năng tải cần thiết của LE để có thể điều khiển một số LE tiếp theo. Khả năng chịu tải n
(hệ số phân nhánh) – số lượng đầu vào có thể được kết nối với một đầu ra nhất định mà không làm gián đoạn hoạt động. Thông số này được xác định bằng tỉ số giữa dòng điện ra I của LE và dòng điện vào I trong Giá trị tiêu chuẩn là n = 10 khi sử dụng vi mạch cùng loại (cùng dòng). Theo quy luật, dòng điện đầu vào của vi mạch khi số 0 logic () đến đầu vào sẽ khác với dòng điện đầu vào khi số 0 logic () đến đầu vào. Ví dụ: = -0,4 mA, a = 20 µA (giả sử rằng dòng điện dương chạy vào đầu vào của vi mạch và dòng điện âm chạy ra khỏi nó). Tương tự như vậy, dòng điện đầu ra của vi mạch khi xuất ra mức logic 0 () có thể (và thường là) khác với dòng điện đầu ra khi xuất ra mức logic 1 (). Ví dụ, đối với cùng một con chip< -0,4 мА, a < 8 мА (считается, что положительный ток втекает в выход микросхемы, а отрицательный - вытекает из него). Надо также учитывать, что разные входы и выходы одной и той же микросхемы могут иметь различные входные и выходные токи. Đối với điện áp đầu ra logic 0 () và một (1), sách tham khảo thường chỉ định các giá trị tối đa cho phép đối với dòng điện đầu ra nhất định. Trong trường hợp này, dòng điện đầu ra càng cao thì điện áp logic một càng thấp và điện áp logic 0 càng cao. Ví dụ: > 2,5 V (tại< - 0,4 мА), a < 0,5 В (при <8mA). Sách tham khảo cũng chỉ định các mức điện áp đầu vào cho phép mà vi mạch vẫn coi là mức logic chính xác là 0 và 1. Ví dụ: > 2,0 V,< 0,8 В. Как правило, входные напряжения логических сигналов не должны выходить за пределы напряжения питания. Cuốn sách mô tả các tín hiệu xung và tín hiệu số, cơ sở cơ bản của các thiết bị xung và kỹ thuật số, bộ định hình, bộ khuếch đại và bộ tạo xung, bộ kích hoạt, các đơn vị và thiết bị chức năng kỹ thuật số. Cấu trúc của tín hiệu xung. Trước đây người ta đã nhấn mạnh rằng thông tin được in dấu trong những thay đổi trong rung động điện. Chuỗi xung trở thành tín hiệu khi các tham số của nó thay đổi theo thông tin được truyền đi: biên độ của xung, thời lượng hoặc pha của chúng. Trong trường hợp cụ thể, thông tin có thể được biểu thị bằng sự xuất hiện của xung, sự thay đổi thời lượng của xung hoặc vị trí tạm thời so với xung tham chiếu. Có các điều chế biên độ xung (PAM), độ rộng xung (PWM) và pha xung (PPM). Đối với mỗi loại điều chế, một trong các tham số của chuỗi xung có giá trị tỷ lệ với độ lớn của tín hiệu điều chế liên tục tại thời điểm có xung. MỤC LỤC Ngày xuất bản: 24/02/2014 10:04 UTC MOSCOW "ĐÀI PHÁT THANH LIÊN XÔ" Cuốn sách có thể dùng làm sách giáo khoa cho khóa học “Xung và thiết bị kỹ thuật số”. Cuốn sách mô tả các thiết bị tuyến tính và phi tuyến để chuyển đổi và tạo tín hiệu xung, công tắc điện tử, các thiết bị xung tái tạo khác nhau, thiết bị tạo điện áp và dòng điện răng cưa, mạch logic, các phần tử cơ bản của thiết bị kỹ thuật số và thiết bị chức năng nhiều tầng. Khi trình bày, cần chú ý đảm bảo chế độ hoạt động ổn định và đáng tin cậy của thiết bị dưới tác động của các yếu tố gây mất ổn định và xung nhiễu không thể tránh khỏi trong điều kiện vận hành. Itskhoki Ya. S., Ovchinnikov N. I. Thiết bị xung và kỹ thuật số. Matxcơva, Nhà xuất bản "Đài phát thanh Liên Xô". 1972, 592 giây Lời nói đầu PHẦN MỘT. THÔNG TIN CHUNG VỀ QUY TRÌNH PULSE Chương 2. Đặc điểm hình dạng xung PHẦN HAI. THIẾT BỊ TUYẾN TÍNH ĐỂ HÌNH THÀNH VÀ CHUYỂN ĐỔI XUNG Chương 4. Phân biệt và rút ngắn chuỗi Chương 5. Máy biến áp xung Chương 6. Đường trễ tín hiệu Chương 7. Chuỗi hình thành tuyến tính PHẦN BA. CÔNG TẮC ĐIỆN TỬ VÀ THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI DẠNG TÍN HIỆU PHI TUYẾN TUYẾN Chương 9 Thiết bị chuyển đổi tín hiệu phi tuyến và tạo xung PHẦN BỐN. THIẾT BỊ XUNG TÁI SINH Chương 11. Máy đa năng Chương 12. Chặn máy phát điện Chương 13. Bộ chia tần số xung Chương 14. Gây nên Chương 15. Thiết bị xung dựa trên thiết bị bán dẫn có điện trở âm PHẦN NĂM. MÁY PHÁT ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG DÒNG Chương 17. Máy phát điện LIN kiểu Phantastron Chương 18. Máy phát điện tăng dòng PHẦN SÁU. CÁC YẾU TỐ CỦA MẠCH LOGIC Chương 20. Mạch logic cơ bản Chương 21. Mạch logic phức tạp và kết hợp PHẦN BẢY. THIẾT BỊ XUNG ĐA NĂNG Chương 23. Lựa chọn tín hiệu xung LỜI NÓI ĐẦU Cuốn sách có thể dùng làm sách giáo khoa cho khóa học “Thiết bị xung và kỹ thuật số” tại một số trường đại học kỹ thuật vô tuyến. Theo chương trình học, cuốn sách phác thảo các thiết bị tuyến tính và phi tuyến để chuyển đổi và tạo ra tín hiệu xung, công tắc điện tử, bộ điều chỉnh tần số xung, bộ kích hoạt, thiết bị tạo điện áp và dòng điện răng cưa, thiết bị thực hiện các phép toán logic và một số giai đoạn đa giai đoạn. các thiết bị chức năng. Chúng tôi xem xét các thiết bị xung được chế tạo trên ống chân không và đặc biệt là trên các thiết bị bán dẫn: bóng bán dẫn (chủ yếu), điốt, điốt đường hầm và bóng bán dẫn tuyết lở. Cùng với tuyên bố về nguyên lý hoạt động của các thiết bị và phân tích các quá trình xảy ra trong chúng, các quy luật cơ bản của các quy trình và các mối quan hệ được tính toán sẽ được rút ra. Trong trường hợp này, cần đặc biệt chú ý đến việc xác định các điều kiện để thiết bị hoạt động ổn định và đáng tin cậy cũng như lựa chọn các chế độ hoạt động thích hợp của chúng, có tính đến tác động của các yếu tố gây mất ổn định và xung nhiễu không thể tránh khỏi trong quá trình vận hành thiết bị. Mỗi chương của cuốn sách đều có cách đánh số thứ tự riêng cho các công thức, hình vẽ và bảng biểu. Khi đề cập đến một công thức, hình hoặc bảng của chương khác, chữ số đầu tiên cho biết số chương. Với mục đích sử dụng sách giáo khoa để ôn tập theo chương trình, mỗi đoạn văn được chia thành các đoạn văn, đánh số thứ tự. Chương 1-15 do Y. S. Itskhoki viết, chương 16-24 do N. I. Ovchinnikov viết; Việc biên tập chung cuốn sách được thực hiện bởi Y. S. Yitshoki. Bản thảo cuốn sách đã được xem xét và thảo luận cẩn thận bởi các nhóm chuyên gia từ một số trường đại học; Đồng thời, một số lời khuyên và khuyến nghị hữu ích đã được đưa ra. Các tác giả bày tỏ lòng biết ơn tới tất cả những người đã tham gia đánh giá bản thảo và thảo luận về nó, đặc biệt là các nhà phê bình chính thức S. Y. Shats và G. D. Fedotov, cũng như A. A. Kulikovsky, B. X. Krivitsky, V. V. Grigorin-Ryabov, V. K. Lyubchenko, V. G. Pozdnykov, V. P. Dya- Eonov, Ya. E; Belenky và B.S. Mush. Tải sách Y. S. Yitshoki, N. I. Ovchinnikov. Thiết bị xung và kỹ thuật số. Matxcơva, Nhà xuất bản "Đài phát thanh Liên Xô". 1972
Cơm. 1.3. Cấu trúc của một phần tử logic điển hình.
Dành cho sinh viên các cơ sở giáo dục trung cấp nghề chế tạo thiết bị điện, vô tuyến điện.
Để rút ngắn cách viết, chúng ta sẽ gọi tín hiệu của thiết bị dạng xung là xung. Những trường hợp điều này có thể dẫn đến hiểu lầm sẽ được nêu rõ.
Lời nói đầu
Giới thiệu
Chương 1. Tín hiệu xung và tín hiệu số
§ 1.1. Thông tin chung
§ 1.2. Tín hiệu thiết bị xung
§ 1.3. Tín hiệu thiết bị số
Chương 2. Chuyển mạch khuếch đại và chuyển mạch
§ 2.1. Thông tin chung
§ 2.2. Chế độ tĩnh của bộ khuếch đại bóng bán dẫn
§ 2.3. Bộ khuếch đại bóng bán dẫn không tương thích
§ 2.4. Bộ khuếch đại bóng bán dẫn đã hiệu chỉnh
§ 2.5. Người theo dõi bộ phát
§ 2.6. Bộ khuếch đại tích hợp
§ 2.7. Công tắc bóng bán dẫn
Câu hỏi kiểm tra và bài tập
Chương 3. Đế phần tử của thiết bị xung và thiết bị số
§ 3.1. Thông tin chung
§ 3.2. Mổ nội soi
§ 3.3. Bộ so sánh tương tự
§ 3.4. Các phần tử logic đơn giản nhất OR, AND, NOT
§ 3.5. Các phần tử logic AND-NOT, OR-NOT
§ 3.6. Tham số phần tử logic
§ 3.7. Thực hiện các chức năng logic trong các cơ sở khác nhau
Câu hỏi kiểm tra và bài tập
Chương 4. Máy tạo xung
§ 4.1. Thông tin chung
§ 4.2. Chuỗi phân biệt
§ 4.3. Mạch tích hợp
§ 4.4. Bộ tích hợp và bộ phân biệt trên chip khuếch đại hoạt động
§ 4.5. Bộ hạn chế biên độ diode
§ 4.6. Bộ giới hạn khuếch đại Transistor
§ 4.7. Bộ hạn chế trên chip khuếch đại hoạt động
§ 4.8. Xung trước có mạch kích thích sốc
§ 4.9. Đường hình thành
§ 4.10. Bộ tạo xung dựa trên các phần tử logic
Câu hỏi kiểm tra và bài tập
Chương 5. Máy phát xung vuông
§ 5.1. Thông tin chung
§ 5.1. Bộ dao động đa năng Transistor
§ 5.3. Bộ đa rung tích hợp
§ 5.4. Bộ đa năng dựa trên các phần tử logic
§ 5.5. Bộ đa năng trên chip khuếch đại hoạt động
§ 5.6. Bộ tạo dao động chặn Transistor
§ 5.7. Chặn máy phát điện trên mạch tích hợp
Câu hỏi kiểm tra và bài tập
Chương 6. Máy phát điện dốc
§ 6.1. Thông tin chung
§ 6.2. Máy phát điện áp tuyến tính
§ 6.3. Máy phát điện tuyến tính
Câu hỏi kiểm tra và bài tập
Chương 7. Kích hoạt
§ 7.1. Thông tin chung
§ 7.2. Kích hoạt bóng bán dẫn
§ 7.3. Flip-flop tích hợp
Câu hỏi kiểm tra và bài tập
Chương 8. Đơn vị chức năng của thiết bị số và thiết bị xung
§ 8.1. Thông tin chung
§ 8.2. quầy
§ 8.3. Đăng ký
§ 8.4. Bộ giải mã và mã hóa
§ 8.5. Công tắc
§ 8.6. Bộ so sánh kỹ thuật số
§ 8.7. Trình bổ sung
§ 8.8. Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự và tương tự sang kỹ thuật số
§ 8.9. Thiết bị bộ nhớ bán dẫn
§ 8.10. Mảng logic lập trình được
§ 8.11. Bộ hẹn giờ
Câu hỏi kiểm tra và bài tập
Chương 9. Thiết bị số và xung
§ 9.1. Thông tin chung
§ 9.2. Bộ chuyển đổi mã
§ 9.3. Màn hình kỹ thuật số
§ 9.4. Đồng hồ kỹ thuật số
§ 9.5. Vôn kế kỹ thuật số
§ 9.6. Thiết bị thu thập và hiển thị thông tin
§ 9.7. Khóa kết hợp điện tử
§ 9.8. Thiết bị nhân mã
§ 9.9. Máy phát xung
§ 9.10. Thiết bị lưu trữ hệ thống vi xử lý
§ 9.11. Bộ biến đổi điện áp - tần số
§ 9.12. Hiển thị ký tự
§ 9.13. Bộ chọn xung
Phần kết luận
Các ứng dụng
Văn học.
Chương 1. Giới thiệu
§1.1. Chế độ hoạt động xung và các tính năng của nó
§ 1.2. Vai trò của công nghệ xung trong điện tử vô tuyến
§ 1.3. Khóa học
§ 1.4. Từ lịch sử phát triển của công nghệ xung
§2.1. Hình dạng xung và các thông số
§ 2.2. Thông số xung điển hình
§ 2.3. Biểu hiện phân tích của xung
§ 2.4. Ước tính gần đúng về thời lượng phía trước
§ 2.5. Độ rộng xung hoạt động
Chương 3. Mạch tích hợp
§ 3.1. Mục đích và nguyên lý hoạt động của mạch tích hợp
§ 3.2. Yêu cầu về các thông số của mạch tích hợp
§ 3.3. Tùy chọn cho mạch tích hợp
§ 4.1. Chuỗi phân biệt
§ 4.2 Rút ngắn chuỗi
§ 5.1 Mục đích của máy biến áp xung
§ 5.2. Từ hóa lõi máy biến áp
§ 5.3. Mạch tương đương mạch máy biến áp
§ 5.4. Sự biến dạng của hình dạng xung biến đổi
§ 5.5. Yêu cầu thiết kế máy biến áp
§ 6.1 Phân công dòng trễ thời gian
§ 6.2. Đặc tính của hệ thống trễ thời gian điện không bị biến dạng
§ 6.3. Đường trễ thời gian điện từ
§ 6.4. Đường trễ nhân tạo (IDL)
§ 6.5. Đường trễ siêu âm (ULL)
§ 7.1. Các quy định chung
§ 7.2. Hình thành đường dây điện từ
§ 7.3. Đường tạo hình nhân tạo
§ 7.4. Mạng hai đầu cuối phản ứng hình thành
§ 7.5. Sơ đồ kết nối các mạch hình thành
Chương 8. Chìa khóa điện tử
§ 8.1. Các quy định chung
§ 8.2. Công tắc bóng bán dẫn (TC)
§ 8.3. Các quá trình nhất thời trong chuyển mạch bóng bán dẫn
§ 8.4. Tùy chọn cho mạch khóa bán dẫn
§ 8.5. Công tắc đi-ốt
§ 9.1. Bộ hạn chế biên độ
§ 9.2. Định hình xung bằng cách giới hạn và phân biệt điện áp hình sin
§ 9.3. Máy biến áp đỉnh
§ 9.4. Kẹp mức
Chương 10. Đặc tính chung của thiết bị xung tái tạo
§ 10.1. Nguyên lý cấu tạo thiết bị tái sinh
§ 10.2. Các phương thức hoạt động của thiết bị tái tạo
§ 11.1. Bộ đa năng với kết nối lưới anode
§ 11.2. Bộ đa năng với các kết nối cơ sở thu thập
§.11.3. Bộ dao động dự phòng kết hợp bộ phát
§ 11.4. Mạch điển hình của bộ đa hài dự phòng
§ 11.5. Bộ dao động chờ với các bóng bán dẫn có độ dẫn điện khác nhau
§ 11.6. Bộ đa năng với mạch cầu
§ 11.7. Máy rung đa pha
§ 12.1. Đặc điểm chung của máy tạo chặn
§ 12.2. Máy phát điện chặn ống
§ 12.3. Tùy chọn cho mạch dao động chặn ống
§ 12.4. Bộ tạo dao động chặn Transistor
§ 13.1 Nguyên lý hoạt động của bộ chia tần
§ 13.2. Độ ổn định của chế độ phân chia tần số
§ 13.3. Bộ chia tần số bước
§ 14.1. Thuộc tính chung của trình kích hoạt và yêu cầu đối với chúng
§ 14.2. Kích hoạt bóng bán dẫn đối xứng
§ 14.3. Mạch kích hoạt kích hoạt
§ 14.4. Cung cấp trạng thái nghỉ kích hoạt
§ 14.5. Tùy chọn mạch kích hoạt
§ 15.1 Thiết bị diode đường hầm (TDD)
§ 15.2. Thiết bị bóng bán dẫn Avalanche (ALD)
Chương 16. Các máy phát điện đơn giản nhất có điện áp thay đổi tuyến tính. Phương pháp tuyến tính hóa
§ 16.1. Các thông số của điện áp dốc
§ 16.2. Nguyên lý cấu tạo máy phát điện LIN
§ 16.3. Các trình tạo LIN đơn giản nhất
§ 16.4. GLIN với bộ phận ổn định dòng điện
§ 16.5. GLIN có bù e. d.s, được giới thiệu thông qua bộ khuếch đại không đảo
§ 16.6. GLIN có bù e. d.s, được giới thiệu thông qua bộ khuếch đại đảo ngược
§ 17.1. Thông tin chung
§ 17.2. Fantastron với giao tiếp qua lưới che chắn
§ 17.3. Fantastron với khớp nối cực âm
§ 17.4. Bóng bán dẫn phantatron
§ 18.1. Thông số hiện tại của Ramp
§ 18.2. Nguyên lý hình thành dòng điện răng cưa
§ 18.3. Mạch tạo dòng điện răng cưa
Chương 19. Đặc điểm chung của mạch logic
§ 19.1. Các phép toán logic cơ bản
§ 19.2. Phân loại và đặc điểm của mạch logic
§ 20.1. Mạch phủ định logic (NOT)
§ 20.2. Mạch nhân logic điốt (AND)
§ 20.3. Mạch cộng logic điốt (OR)
§ 20.4. Mạch logic dựa trên điốt đường hầm
§ 21.1. Mạch logic điốt-bóng bán dẫn (DTLS)
§ 21.2. Mạch logic bán dẫn (TLC)
§ 21.3. Logic ức chế (INHIBIT)
§ 21.4. Mạch logic tương đương và chênh lệch
§ 21.5. Mạch logic diode nhiều tầng
Chương 22. Thiết bị mã hóa tín hiệu
§ 22.1. Tạo mã xung với khoảng thời gian cố định giữa các xung
§ 22.2 Tạo mã xung với khoảng thời gian có thể điều chỉnh giữa các xung
§ 22.3. Đăng ký mã số nhị phân
§ 22.4. Bộ giải mã điốt
§ 22.5. Máy đếm xung kỹ thuật số
§ 22.6. Mã hóa số lượng thay đổi liên tục
§ 23.1. Thông tin chung
§ 23.2. Lựa chọn biên độ xung
§ 23.3 Lựa chọn xung theo tần số lặp lại
§ 23.4 Lựa chọn xung theo thời lượng
§ 23.5. Lựa chọn chuỗi xung được mã hóa
