Переходные процессы в импульсных схемах
Электронную схему можно представить как совокупность несвязанных между собой схем. Состояние каждой схемы определяется обыкновенным дифференциальным уравнением первого порядка. При воздействии входного сигнала 
токи и напряжения в такой схеме изменяются экспоненциально и могут быть представлены временными диаграммами.
Пусть на вход RC-цепи (рис. 4.5) воздействует прямоугольный импульс. Временные диаграммы, характеризующие переходный процесс, представлены на рис. 4.6.
Токи и напряжения RC-цепи изменяются с постоянной времени 
. Считая за нуль 
момент прихода входного сигнала 
, можно представить временные зависимости напряжений на конденсаторе
(4.5)
и резисторе
. (4.6)
во время действия импульса.
Постоянная времени τ характеризует скорость переходного процесса в цепи: за время 
напряжение на конденсаторе 
увеличивается, а на резисторе 
уменьшается в 
раз. В момент 
окончания импульса конденсатор С начинает разряжаться и напряжение плавно, без скачка уменьшается по экспоненте до нуля. Конденсатор разряжается через резистор R и напряжение , изменившись скачком по величине и направлению, экспоненциально возрастает до нуля.
В случае выполнения соотношения 
для основной гармоники RC-цепь превращается в дифференцирующую. В дифференцирующий RC-цепи ток определен большим емкостным сопротивлением и равен 
, при этом выходное напряжение, снимаемое с резистора, пропорционально производной входного сигнала (рис. 4.7)
|
|
|
. (4.7)
Точность дифференцирования возрастает с уменьшением 
.
Перемена мест конденсатора С и резистора R в схеме при выполнении условия 
превращает RC-цепь из дифференцирующей в интегрирующую. Ток интегрирующей RC-цепи определяется большим активным сопротивлением, а выходное напряжение, снимаемое с конденсатора, пропорционально интегралу входного сигнала
. (4.8)
Точность интегрирования растет с увеличением постоянной времени .
Логические цифровые устройства
Логические элементы
Входные и выходные сигналы элементов цифровых устройств являются логическими сигналами и принимают только два значения:
· единица «1»;
· нуль «0».
Элемент, выполняющий простейшие операции над двоичными числами, называют логическим элементом. Работа логических схем основана на булевой алгебре, или алгебре логики. Алгебра разработана в XIX веке ирландцем Д. Булем и содержит три элементарные логические операции:
· сложение (дизъюнкция), или операция ИЛИ
; (4.9)
· умножение (конъюнкция), или операция И
|
|
|
; (4.10)
· отрицание (инверсия), или операция НЕ
. (4.11)
Логическая функция может иметь любое число аргументов 
, но принимает только одно из двух возможных значений: 0 или 1. Функцию 
задают в алгебраической форме или таблицей истинности.
Названия простейших логических элементов, алгебраические выражения реализуемых ими логических функций, условные обозначения элементов и таблицы истинности приведены на рис. 4.8. Таблица истинности содержит все возможные комбинации входных перемен 
ных x и y, а также соответствующие им значения логической функции 
.
Логическую функцию составляют по таблице истинности. Техническая реализация функции заключается в соединении логических элементов в строго определенную структуру по алгоритму, задаваемому функцией .
Логические элементы, реализующие операцию дизъюнкции, называют элементами ИЛИ. Операция конъюнкции реализуется элементами И, также называемыми схемами совпадения. Логический элемент НЕ, или инвертор, осуществляет операцию отрицания. Логические элементы выполняют в виде интегральных микросхем.
Элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ универсальны и позволяют осуществлять любую из трех основных булевых операций. Реализация логических операций И, ИЛИ, НЕ с помощью элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ показана на рис. 4.9.
|
|
|
Дата добавления: 2018-05-01; просмотров: 285; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!