Материал: электроника_и_схемотехника
18.3. Две канонические формы алгебраической записи логической функции |
...317 |
18.3.1. Методика получения СДНФ...................................................................... |
317 |
18.3.2. Методика получения СКНФ...................................................................... |
317 |
18.4. Минимизация логических функций ..................................................................... |
319 |
18.4.1. Постановка задачи. Способы минимизации ......................................... |
319 |
18.4.2. Минимизация по формулам алгебры логики....................................... |
320 |
18.5. Универсальные базисы «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ» ................................................ |
320 |
18.5.1. Операции «ИЛИ НЕ», «И НЕ»................................................................ |
321 |
18.5.2. Универсальность функций «ИЛИ-НЕ» и «И-НЕ»............................ |
321 |
18.6. Методика записи и структурной реализации логических функций |
|
в универсальных базисах «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ»............................................. |
322 |
Контрольные вопросы и задания ....................................................................................... |
325 |
Глава 19. Схемная реализация логических функций ..................................... |
327 |
19.1. Ключевые схемы. Позитивная и негативная логики ...................................... |
327 |
19.2. Инвертор на биполярном транзисторе................................................................. |
328 |
19.3. Транзистор Шоттки .................................................................................................... |
330 |
19.4. Особенности схемы простейшего инвертора на полевом транзисторе .... |
331 |
19.5. Инвертор на комплементарных полевых транзисторах................................. |
331 |
19.6. Компараторы.................................................................................................................. |
333 |
19.7. Схемная реализация универсальных базисов «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ» ..... |
334 |
19.8. Диодно-транзисторная логика ................................................................................ |
335 |
19.9. Транзисторно-транзисторная логика.................................................................... |
337 |
19.10. Универсальные базисы на КМОП-транзисторах (КМОП-логика)........ |
339 |
Контрольные вопросы и задания ....................................................................................... |
341 |
Глава 20. Схемотехника цифровых устройств, не содержащих элементов |
|
памяти ....................................................................................................... |
343 |
20.1. Аналого-цифровые преобразователи.................................................................... |
343 |
20.1.1. Дискретизация во времени.......................................................................... |
344 |
20.1.2. Квантование по уровню................................................................................ |
344 |
20.1.3. Кодирование ..................................................................................................... |
345 |
20.1.4. Способы распознавания уровня преобразуемого сигнала |
|
внутри интервала дискретизации........................................................................... |
345 |
20.1.5. Аналого-цифровые преобразователи последовательного счета..... |
346 |
20.1.6. Аналого-цифровые преобразователи параллельного типа .............. |
348 |
20.2. Цифро-аналоговые преобразователи.................................................................... |
348 |
20.2.1. Основные соотношения................................................................................ |
348 |
20.2.2.Структурныесоставляющиецифро-аналогового преобразователя....349
20.2.3.Цифро-аналоговый преобразователь с двоично-взвешенной
резистивной матрицей................................................................................................ |
350 |
20.2.4. Цифро-аналоговые преобразователи с матрицей R —2R ................. |
351 |
20.3. Дешифраторы ................................................................................................................ |
352 |
20.4. Шифраторы.................................................................................................................... |
354 |
20.5. Мультиплексоры.......................................................................................................... |
356 |
20.6. Демультиплексоры ...................................................................................................... |
357 |
20.7. Одноразрядные двоичные сумматоры.................................................................. |
358 |
Контрольные вопросы и задания ....................................................................................... |
361 |
Глава 21. Цифровые устройства с памятью .................................................. |
363 |
21.1. Триггеры.......................................................................................................................... |
363 |
21.1.1. Асинхронные RS-триггеры .......................................................................... |
364 |
21.1.2. Синхронный RS-триггер............................................................................... |
366 |
11
21.1.3. D-триггер............................................................................................................ |
367 |
21.1.4. Т-триггер (счетный) на основе D-триггера............................................ |
368 |
21.1.5. Триггеры типа М-S ......................................................................................... |
368 |
21.2. Счетчики и регистры .................................................................................................. |
371 |
21.2.1. Счетчики ............................................................................................................ |
371 |
21.2.2. Регистры сдвига............................................................................................... |
373 |
21.3. Оперативные запоминающие устройства ........................................................... |
375 |
21.3.1. Статические оперативные запоминающие устройства ..................... |
375 |
21.3.2. Динамические оперативные запоминающие устройства ................. |
377 |
21.4. Постоянные запоминающие устройства.............................................................. |
379 |
21.5. Программируемые логические устройства......................................................... |
380 |
21.5.1. Программируемые логические матрицы................................................ |
380 |
21.5.2. Программируемые логические интегральные схемы |
|
и устройства ................................................................................................................... |
384 |
21.6. Микропроцессоры........................................................................................................ |
386 |
21.7. Перспективные направления развития элементной базы сверхбольших |
|
интегральных схем....................................................................................................... |
388 |
21.7.1. Повышение степени интеграции и снижение энергопотребления |
|
сверхбольших интегральных схем ......................................................................... |
388 |
21.7.2. Фотоэлектронные преобразователи «свет — сигнал» на основе |
|
приборов с зарядовой связью................................................................................... |
390 |
21.7.3. Фотодиодные матрицы с координатной адресацией ......................... |
393 |
21.7.4. Матричные преобразователи «сигнал — свет»..................................... |
395 |
Контрольные вопросы и задания ....................................................................................... |
395 |
Заключение ............................................................................................... |
397 |
Литература ................................................................................................ |
398 |
Предисловие
Воснову учебника положены материалы курсов лекций, читаемых автором в МГТУ «МИРЭА» по дисциплинам «Теоретические основы электротехники», «Электротехника и электроника» и «Электротехника, электроника и схемотехника».
Учебник состоит из двух разделов.
Первый раздел («Электротехника») посвящен основам теоретической электротехники. В нем рассмотрены главные методы расчета установившихся и переходных процессов в электрических цепях. Теоретический материал сопровождается подробно решенными примерами.
Второй раздел («Электроника и схемотехника») подается с позиций теории линейных и нелинейных электрических цепей как продолжение и воплощение ее методов. Теоретическое изложение иллюстрируется практическими примерами по расчету наиболее важных для инженерной практики электронных схем и схемотехнических устройств, содержащих полупроводниковые диоды, стабилитроны, биполярные и полевые транзисторы. Рассмотрены такие схемотехнические устройства, как электронные
иоперационные усилители, электронные генераторы, триггеры, источники вторичного электропитания, базовые логические элементы, АЦП, ЦАП, ОЗУ, ПЗУ и другие функциональные узлы цифровой техники. Излагаются основные принципы построения программируемых пользователем логических матриц и устройств, в том числе СБИС программируемых логических интегральных схем и микропроцессоров.
Процесс преподавания курса «Электротехника, электроника и схемотехника» включает три вида аудиторных занятий: лекции, семинары и лабораторные работы. Именно на семинарах и в лаборатории, а также при выполнении специально разработанного комплекса домашних расчетных заданий, охватывающих важнейшие разделы курса, студентом приобретаются профессиональные навыки и умения. Причем лабораторные исследования могут проводиться не только на стендах с реальными элементами, но и на компьютерных моделях.
Врезультате освоения дисциплины студент должен:
знать
•основные законы и методы расчета и анализа электрических цепей
вустановившихся и переходных режимах;
•основные свойства и характеристики различных полупроводниковых элементов (приборов) и типовых схем с их использованием;
•принципы работы и параметры наиболее известных аналоговых и цифровых схемотехнических устройств;
уметь
•рассчитывать рабочие параметры аналоговых и цифровых устройств;
13
•ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором элементной базы при заданных требованиях к параметрам аналоговых и цифровых устройств (быстродействие, потребляемая мощность, надежность);
владеть
•практическими навыками применения основных законов электротехники и методов расчета электрических цепей к решению поставленных задач по проектированию схемотехнических устройств;
•методикой составления технических требований к схемотехническим устройствам.
Автор выражает глубочайшую благодарность почетному радисту России, кандидату технических наук, доценту Николаю Кирилловичу Миленину, взявшему на себя не только нелегкий труд научного редактора руко-
писи учебника, но и всю предварительную работу при подготовке ее к изданию.
Автор благодарит рецензентов доктора технических наук, профессора МГТУим. Н. Э. БауманаСергеяСергеевича Николаева,докторатехнических наук, профессора РГРУ Валерия Федоровича Одинокова, а также технического редактора Павла Александровича Макарова за внимательное прочтение рукописи, ценные советы и замечания.
Раздел I
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА