Логические функции одного и двух аргументов

Электроника

Элементная база электроники.

1.Полупроводниковые резисторы:

- линейные (R=const);

- варисторы (R(U));

- тензорезисторы (R(σ));

- терморезисторы (R(T°));

- фоторезисторы (R( Ø )).

2.Полупроводниковые диоды: (структура диода приведена на рис.1)

Рис.1

- выпрямительные (1 на рис 4); - стабилитроны (2 на рис.4); - туннельные; -обращённые; -варикапы;

- фотодиоды; - светодиоды; - фотоэлементы.

3.Полупроводниковые триоды (транзисторы)

- транзисторы биполярные(структура приведена на рис.2):

Рис.2

- транзисторы полевые (униполярные): (структура приведена на рис.3)

Рис.3

4.Тиристоры: Рис.4

 

- диодный тиристор (динистор) (3 на рис.4);

- триодный тиристор (тринистор) (4 на рис 4);

- симметричный тиристор (симистор).

5.Логические элементы (см.раздел «логические звенья)

6.Интегральные сборки (ИС):

- усилители;

- стабилизаторы;

- генераторы;

- микропроцессоры и пр.

Источники вторичного питания:

- выпрямители – преобразуют переменное напряжение в постоянное;

- управляемые выпрямители – преобразуют переменное напряжение в постоянное с регулируемым значением;

- стабилизаторы напряжения и тока – поддерживают заданное значение напряжения или тока;

- умножители напряжения – увеличивают напряжение в несколько раз;

- инверторы – преобразуют постоянное напряжение в переменное;

- конверторы – преобразуют постоянное напряжение одного значения в постоянное напряжение другого значения.

Выпрямители однофазные.

- однополупериодные: U_H=0,45U₂; U_обр=U_m= U₂;

UН

Рис.5

Рис.6

- двухполупериодные:

U_H=0,9U₂; U_обр=U_m= U₂ – для мостового выпрямителя;

U_H=0,9U₂; U_обр=2U_m=2 U₂ – для выпрямителя с выводом средней точки трансформатора;

Рис.7

Рис.8

Выпрямители трёхфазные:

- с выводом нейтральной точки: U_H=1,17U₂; U_обр= U_m= U₂;

- мостовой: U_H=2,34U₂; U_обр= U_m= U₂;

Сглаживающие фильтры – уменьшают пульсацию выпрямленного напряжения:

- ёмкостный сглаживающий фильтр (ёмкостный элемент С_ф – включается параллельно нагрузке); степень сглаживания пульсаций зависит от постоянной времени τ _Сф= С _ф R_Н

Рис.9

- индуктивный сглаживающий фильтр (индуктивная катушка, часто с сердечником – дроссель, включается последовательно с нагрузкой); τ _Lф= R_Н / L _ф;

U_VD U_Н

Рис.10

 

Транзисторы биполярные имеют три электрода: Э – эмиттер, поставляет заряды;

К – коллектор, собирает заряды; Б – база, управляющий электрод. Состояние транзистора управляется током базы I_б: при увеличении тока базыуменьшается сопротивление между эмиттером и коллектором и увеличивается ток, протекаю-щий между эмиттером и коллектором. По структуре различают транзисторы типа p-n-p и n-p-n. Условные обозначения приведены на рис.11

Рис.11 Рис.12

Транзисторы могут включаться в цепь различными способами (рис.12):

- с общим коллектором (усиливает только ток);

- с общей базой (усиливает только напряжение в той же фазе);

- с общим эмиттером (усиливает и ток и напряжение, фаза изменяется на 180°.

Транзисторы полевые имеют три электрода: И – исток, поставляющий заряды;

С – сток, собирающий заряды; З – затвор, управляющий электрод. Состояние транзистора управляется полем затвора U_З. Условные обозначения полевыхтранзисторовприведены на рис.13

Рис.13

Схемы включения полевых транзисторов приведены на рис.14

Рис.14

Усилители электрических сигналов

Схема усилителя на биполярном транзисторе типа n-p-n и его выходные характеристики приведены на рис.15 и 16

С

В

Рис.15 Рис.16

 

В усилителе (рис.15) резисторы R_Б! и R_Б2 формируют напряжение на базе в состоянии покоя (точка А на рис.16 – точка, соответствующая режиму покоя – отсутствию входного сигнала); резистор R_К – формирует значение выходногосигнала; резистор R_Э – создаёт отрицательную обратную связь по току, осуществ-ляющую температурную компенсацию. Точка В на рис. 16 соответствует режиму отсечки – закрытому состоянию транзистора; точка С – режиму насыщения – пол-ностью открытому состоянию транзистора.

Для оценки свойств усилителя напряжения на разных частотах пользуются ампли-тудно-частотными K_U=f(ω) и фазочастотными φ=f(ω) характеристиками.

С целью улучшения свойств усилителя создают отрицательные обратные связи – подают часть (или весь) выходной сигнал усилителя на его вход.

На рисунке 17 приведена схема инвертирующего усилителя с отрицательной обратной связью R₂ по напряжению.
Рис.17

 

 

Логические звенья

В системах автоматики возникают ситуации, когда от устройства требуется принимать самостоятельное решение о своих дальнейших действиях. Причем устройство должно проанализировать, сопоставить факты и выработать дальнейшее действие. Наличие факта принято условно обозначать логической 1, а отсутствие - логическим 0. Логическая 1 и логический 0 являются единственными используемыми обозначениями (половина факта или 1/3 факта нет). Логические звенья обмениваются информацией в виде двоичных слов, использующих лишь два знака - 0 и 1.

 

nСигналы, принимающие лишь два возможных значения, дискретны во времени и называются цифровыми.

nЦифровой сигнал представляет собой перепады напряжения между двумя уровнями, при этом принято высокий уровень напряжения обозначать - лог.1, а низкий - лог.0.

u

t

 

Алгебра логики

n Алгебра логики изучает логические связи между высказываниями, которые выражаются с помощью приставок, союзов и предлогов (НЕ, И, ИЛИ и пр.)

nПод высказыванием понимается повествовательное предложение, о котором можно судить, истинно оно или ложно.

nНапример 7>3 истинно, 7<3 ложно.

Ложно – логический «0» (x=0)

Истинно – логическая «1» (x=1)

n Высказываний бесконечное множество, они являются логическими переменными.

_n Логической функцией называется функция одной или нескольких переменных х₁, х₂,...,х_n:

y = f (х₁, х₂,...,х_n)

 

Сама функция и независимые переменные могут принимать только два значения: лог.0 и лог.1.

n Логическими элементами называют электронные цепи, способные выполнять простейшие логические операции.

n При технической реализации переключательных функций логические переменные отождествляются с входными сигналами логических элементов, а значения функций - с выходными сигналами.

 

nЛюбую логическую функцию можно задать двумя способами: табличным (с помощью так называемой таблицы истинности функции) и аналитическим (с помощью формулы, уравнения). Задать логическую функцию - это означает указать ее значения (0 или 1) при всех возможных комбинациях значений аргументов.

 

Логические функции одного и двух аргументов

n Конъюнкция – логическое умножение, логическая связь типа «И». Функция объединяет 2 простых высказывания с помощью союза «И».

Запись: Y=Х₁ • Х₂, либо Y=Х₁ /\ Х₂

X1	X2	Y

Таблица истинности:

 

 

 

X1	X2	Y

 

 

 

 

Соответствие основных логических элементов и таблиц истинности:

ИЛИ И

 

ИЛИ-НЕ И-НЕ

 

Триггеры

Триггером называется устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия и способное скачком переходить из одного состояния в другое под воздействием внешнего управляющего сигнала.

 

Микропроцессоры (МП)

Это устройства обработки информации, осуществляемой по программе, выполнен-ные по интегральной технологии в одной или нескольких ИС. В структуру микро-процессора входят: арифметико-логическое устройство (АЛУ) – реализует арифме-тические и логические операции над двумя числами и выдаёт результат; устройство управления (УУ) – преобразует команды, поступающие из регистров и внешнего запоминающего устройства (ЗУ), в сигналы, воздействующие на все элементы МП; регистры (Р) – хранят и выдают команды (регистр команд), адреса (регистр адре-сов) и данные (аккумулятор). Все блоки МП оперируют информацией, представ-ленной в двоичном коде в виде электрических сигналов.

Все блоки МП связаны между собой и с внешними устройствами тремя шинами: шиной данных (ШД), шиной адресов (ША) и шиной управления (ШУ)

Электрические измерения

Осуществляются измерительными приборами различных систем. Ток и напряжение в цепях переменного тока измеряются амперметрами и вольтметрами электромаг-нитной системы (Э), в цепях постоянного тока – приборами магнитоэлектрической системы (М). Мощность в электрических цепях как постоянного, так и переменного тока измеряется ваттметрами электродинамической системы (Д). Расход электрической энергии измеряется счётчиками индукционной системы (И).

Система: Э М Д И

 

Показания измерительных приборов необходимо оценивать с учётом масштаба измерительной шкалы по пределам измерения.

Пример:

Измеряемая величина мощности при установленном пределе измерения 300 Вт составит 120 Вт. Класс точности прибора 0,5.

 

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: