Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка - страница 20

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 

Тривалість вихідного імпульсу визначається сталою часу ЯБСБ, три­валість паузи - сталою часу перезаряду конденсатора тпер ~ (R + RE )ЄБ, оскільки R»Rp то щілинність значно більша за одиницю.

Коли транзистор закривається, набута індуктивністю колекторної об­мотки wj енергія викликає на колекторі транзистора появу негативного викиду напруги, що може призвести до пробою транзистора. Щоб за­побігти цьому, паралельно колекторній обмотці вмикають діод VD, що забезпечує протікання струму в обмотці після закривання транзистора.

Схема чекаючого блокінг-генератора зображена на рис. 5.20.

Перехід блокінг-гене-

Ек

x

R1

Сп

ратора із автоколивального режиму до чекаючого за­безпечується напругою, що знімається з резистора R2, увімкненого до емітерного кола транзистора (дільник Rj-R2). Запуск блокінг-гене­ратора здійснюється зовніш­нім імпульсом U .

Розглянуті блокінг-гене­ратори широко застосовува­лись, наприклад, у схемах    Рис. 5.20 - Чекаючий блокінг-генератор керування тиристорами, де вони забезпечували генерування коротких імпульсів необхідної потужності і електричне розділення кіл керування і силового за рахунок трансформатора.

Двотактний блокінг-генератор (генератор Роєра), схема якого зображена на рис. 5.21, генерує прямокутні імпульси фіксованої частоти із щілинністю Q=2 (t.=t ).

Виведення транзистора із режиму насичення тут здійснюється різким підвищенням струму колектора у момент насичення осердя трансфор­матора, що виконується із матеріалу, який має прямокутну петлю гісте­резису (холоднокатана сталь, пермалой, ферити).

1В8

ЕЛЕКТРОНІКА І МІКРОСХЕМОТЕХНІКА

TV

Y Y

wB1

WB2

+

Рис. 5.21 - Двотактний блокінг-генератор Часові діаграми роботи блокінг-генератора зображені на рис. 5.22. Нехай

Wk = Wki = Wk 2; wE = wEi = wE 2; RE = REl = RE 2. (5.24)

-0S

+0S

Припустимо, що транзистор VTJ має більший коефіцієнт підси­лення за струмом, ніж VT2. При вмиканні джерела живлення

^VTl^KVT^ а UKVTj<UKVT2. Тому на

обмотку wKJ у колекторному колі VTJ подається більша напруга, ніж на w , а отже, U >U „, і мають полярності, вказані на рис. 5.21. Це

і   t   призводить до того, що виникає

намагнічуюча сила обмотки wK2 і осердя трансформатора починає перемагнічуватися, наприклад, у бік підвищення індукції В. При цьо­му на базових обмотках виникає напруга, що прагне відкрити VTJ і закрити VT2: у процесі регенерації

Рис. 5.22 - Часові діаграми роботи   VT2 повністю закривається, а VTJ двотактного блокінг-генератора

відкривається. исердя трансфор-

матора перемагнічується під дією ER, що подається на wKJ, магніт­ний потік у осерді змінюється при цьому за лінійним законом. Після

1В9

насичення осердя (коли індукція стане рівною індукції насичення ма­теріалу осердя +BS ) різко зростає намагнічуюча сила та колекторний струм I першого транзистора VT1, а I має значення, менше за граничний струм. Транзистор VT1 входить у активний режим, напру­га на обмотках зменшується і змінює свій знак.

У процесі регенерації, коли формуються фронти імпульсу, VT1 за­кривається, VT2 відкривається, осердя перемагнічується від +BS до -BS. Магнітний потік змінюється за лінійним законом від +Ф5, до завдяки напрузі EK, поданій на wK2.

Напруга на виході має прямокутну форму і частоту, пропорційну EK

Такий блокінг-генератор, зазвичай, не використовують як генератор прямокутних імпульсів. Його застосовують для перетворення постійної напруги у змінну з частотою від декількох десятків герц до десятків кілогерц. Потужність навантаження може сягати від десятків міліват (наприклад, у лампі-спалаху фотоапарату) до декількох сот ват.

Розрахувати частоту імпульсів блокінг-генератора f можна за на­ступними формулами у такій послідовності:

йФ 7 T

uK = wK-= EK = м?кйФ = EKdt = wK І йФ = EK —

dt і 2

K    S 2 EK        EK    S (5.25)

= 1 = _El

T 4wKBSS де S - перетин осердя трансформатора.

S

1. Які пристрої називають імпульсними?

2. Поясніть, які переваги надає використання імпульсних режи­мів в електронних пристроях.

3. Що таке імпульс? Які бувають імпульси?

4. Наведіть параметри імпульсів та їхньої послідовності.

5. Що таке електронний ключ? Які електронні прилади викорис­товують як ключі? Наведіть схеми їх вмикання.

6. Наведіть схему і поясніть роботу диференціюючого ланцюж­ка, інтегруючого ланцюжка.

7. Поясніть, які електронні пристрої називають мультивібрато­рами, на основі яких електронних приладів вони виконуються, у яких режимах працюють.

8. Наведіть схему, поясніть будову і роботу мультивібратора з колекторно-базовими зв'язками в автоколивальному і чекаю­чому режимах.

9. Наведіть схему мультивібратора на ОП, поясніть специфіку роботи ОП. Що таке тригер Шмітта?

10. Наведіть схему і поясніть роботу чекаючого мультивібрато­ра на ОП.

11. Поясніть, що таке блокінг-генератор?

12. Наведіть схеми, поясніть будову та роботу автоколиваль­ного і чекаючого блокінг-генераторів, двотактного блокінг-генератора.

РОЗДІЛ 6 ЛОГІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ

6.1. Алгебра логіки

Основу сучасних пристроїв обробки інформації складають цифрові (логічні) ІМС.

Аналіз роботи цифрових пристроїв базується на використанні апара­ту математичної логіки - алгебри Джорджа Буля (1815 - 1864). В її основі лежить поняття події, що оцінюється з точки зору її настання: вона може настати або не настати.

Тоді кожну подію можна вважати істинною, що може моделюватися одиницею «1» (високим рівнем напруги при електричному моделюванні), або хибною - моделюється нулем «0» (низьким рівнем напруги).

Обробка інформації, поданої у вигляді подій, ведеться у двійковій системі числення. Вона має тільки дві цифри: 0 і 1.

Величина, котра може приймати тільки ці два значення, називається двійковою (логічною) змінною.

Складна подія, що залежить від декількох двійкових змінних, нази­вається двійковою (логічною, перемикальною) функцією:

У = f (хх, х2, ... , хп), де х = {1,0}. (6.1)

Алгебра логіки дозволяє виконувати математичний запис логічних подій і зв'язків між ними, а це дає можливість аналітично описувати будову і роботу цифрових пристроїв (нагадаємо: цифрові пристрої об­роблюють інформацію, представлену у вигляді сигналів, що змінюються за законом дискретної функції - див. пп. 2.7.4).

В алгебрі логіки є три основних логічних дії (операції, функції):

• операція НІ - логічне заперечення:

функція має зворотне значення до змінної, від якої вона залежить

y = X (6.2)

(читається y дорівнює не x);

• операція АБО - логічне додавання (диз'юнкція): функція істинна, якщо істинна хоча б одна з незалежних змінних, що

до неї входять

y = x1 + x2; (6.3)

• операція І - логічне множення (кон'юнкція):

функція істинна, якщо істинні усі незалежні змінні, що до неї входять

y = x1 jc2. (6.4) Зверніть увагу: в алгебрі логіки немає операцій віднімання і ділення. Порядок дій в алгебрі логіки такий: перш за все виконується опера­ція НІ, потім І й насамкінець АБО.

Для зміни порядку дій, як і в звичайній алгебрі, застосовують дужки. Для алгебри логіки справедливі закони:

• переставний (комутативний)

x1+ x2= x2+ x1 та x1 x2= x2 x1; (6.5)

сполучний (асоціативний)

x1+ x2+x3= x1+ (x2+x3)= (x1+ x2)+x3 та x1 x2 x3= x1(x2 x3)= (x1 x2) x3; (6.6)

розподільний (дистрибутивний)

x1(x2+x3)= x1 x2+ x1 x3. (6.7)

(зазначимо, що такі ж закони діють і в звичайній алгебрі). Тотожності алгебри логіки:

x + x = x та x x = x; (6.8)

x + x = 1 та x x = 0; (6.9) x + 0 = x та x ■ 0 = 0; (6.10)

x = x; (6.11) x1+ x1 x2 + x1 x3 = x1; (6.12)

Xi + Xi x2 = Xi + x2; (6.13)

Xi x2 + xi x2 = xi; (6.14)

xi (xi + x2) = xi; (6.15)

Xi(Xi + X2) = Xi X2; (6-16)

(x1+x2)(x1+x3)= x1 + x2 ^ x3. (6-17)

До основних законів алгебри логіки також відносяться закони інвер­сії для логічних додавання та множення - правила де Моргана:

Хі + x2 = xi x2 та xi x2 = xi + x2. (6.18)

Ці закони грають важливу роль при синтезі схем цифрових пристроїв, часто призводячи до суттєвого спрощення логічних функцій, а значить і схем пристроїв, що їх реалізують.

Взагалі, знання законів алгебри логіки дозволяє отримувати опти­мальну за заданими критеріями схему пристрою, що забезпечує вико­ристання мінімального числа уніфікованих елементів, високу швидко­дію та надійність.

Зазначимо, що у практичних цілях алгебру Буля першим у 1938 році застосував один із родоначальників математичної теорії інформації і кібернетики Клод Шеннон (США) при дослідженні електричних кіл з контактними перемикачами.

6.2. Реалізація простих логічних функцій. Логічні елементи

Практична реалізація аналітичного опису подій алгебри логіки вико­нується у вигляді логічних схем, що будуються з логічних елементів як логічні (цифрові) автомати. При цьому проектувальника, зазви­чай, не цікавить внутрішня будова логічних елементів. Вони розгляда­ються як функціональні вузли обробки цифрової інформації.

Отже, однією з найпростіших логічних функцій є функція заперечен­ня НІ, яку ще називають операцією інверсії.

Графічне позначення логічного інвертора наведене на рис. 6.1. У якості такого елемента може бути використано, наприклад, у = х

транзисторний ключ - підсилювач з СЕ, що працює у   х    j  ^ }_

ключовому режимі: при високому рівні напруги на його вході на виході матимемо низький і навпаки. Рис. 6.1 -

Функцію, що її виконує логічний пристрій, для по- Елемент НІ легшення сприйняття часто представляють у вигляді таблиці, яку на­зивають таблицею істинності. Кількість стовбців цієї таблиці дорів­нює числу змінних, що входять до функції і є ще один стовбець, у якому вказують значення функції для кожної з можливих комбінацій вхідних змінних, а їхньому числу відповідає кількість рядків таблиці. У загаль­ному випадку кількість рядків дорівнює 2п, де п - число змінних.

Об'єднана таблиця істинності деяких основних логічних функцій, що залежать від двох змінних (усього таких функцій шістнадцять),наведена на рис. 6.2. На рисунку також представлено інформацію про математичний запис функцій, їхні назви, графічне позначення, мож­ливу реалізацію.

З таблиці видно, що, наприклад, функція АБО істинна (дорівнює 1), якщо істинною є хоча б одна із змінних, що до неї входять, а фун­кція І - тільки у випадку істин­ності обох змінних.

Якщо вхідні сигнали зміню­вати з часом, як це показано на рис. 6.3, можна отримати часові

Ux1

Ux2

АБО\

діаграми, що відповідають дина- або-|

ні

Uy

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 


Похожие статьи

Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка