Импульсные и цифровые устройства

других форм. Наиболее широко применяется импульсное напряжение.
Импульсным называется прерывистое во времени напряжение (сигнал) любой формы.
Под формой сигнала понимается закон изменения во времени напряжения или тока.
Широкое применение импульсных сигналов обусловлено рядом причин:
– сочетанием импульсов и пауз легко передавать дискретную
информацию;
– импульсный сигнал оказался единственно приемлемой формой при
создании радиолокации;
– необходим для работы систем синхронизации;
– удобен для управления многими производственными процессами;
– наличие пауз между импульсами позволяет уменьшить мощность,
потребляемую от источника питания;
– во время паузы можно передавать информацию от других.

Общие сведения

Импульсные устройства

характеризуются:
– амплитудой Umах,
– длительностью tи,
– длительностью паузы tп,
– периодом повторения Т = tи + tn,
– частотой повторения F = 1/T,
– скважностью Qu = T/tu.
В реальных устройствах прямоугольные импульсы характеризуются также длительностью фронта tф и среза tс. Фронт и срез определяют в течение нарастания или спада напряжения от 0,1 Umах до 0,9Umin.

видное место занимают
электронные ключи.
Через идеальный разомкнутый ключ ток не протекает.
Напряжение на идеальном замкнутом ключе равно нулю.
Смена состояния ключа происходит под действием сигналов, подаваемых на
один или нескольких входов.
Наиболее широкое применение в качестве электронных ключей нашел
транзисторный каскад по схеме с ОЭ в ключевом режиме.

Электронные ключи

Этот график называют статической линией нагрузки и строят по двум точкам.

1) Режим отсечки (точка А1) Этот режим реализуется при отрицательном смещении базы UБЭ < 0 , ІБ = 0 (транзистор закрыт);
2) режим насыщения (точка А2), когда транзистор открыт:

.,.
Переход из режима отсечки в режим насыщения осуществляется подачей Uвх > 0. При этом повышению Uвх соответствует понижение Uвых. Поэтому ключ называют инвертирующим.

Ключевой режим транзистора

логические и запоминающие. Логические элементы выполняют простейшие
логические операции над цифровыми сигналами. Запоминающие элементы служат для хранения
цифровой информации (состояния разрядов кодовой комбинации).
Логическая операция состоит в преобразовании по определенным правилам входных цифровых
сигналов в выходные. Математически цифровые сигналы обозначают поразрядно символами,
например, x1, x2, x3, x4. Их называют переменными. Каждая переменная может принимать значение "0" или "1". Результат логической операции часто обозначают F или Q. Он также может иметь значение "0" или "1".
Взаимосвязь переменных образуют логическую функцию F = f(x). Так как аргумент принимает конечное значение, а именно (1 или 0), то число возможных логических функций всегда конечно и равно:
где – число наборов логических переменных, n – число независимых переменных.
Для функции одной переменной F = f(x) n = 1; m = 2; N = 4, т. е. существуют четыре варианта
функции:
x FI FII FIII FIV
0 0 0 1 1
1 0 1 0 1
FI - нулевая функция; FII – функция повторения; FIII - инверсия;FIV – единичная функция.
Математическим аппаратом логики является алгебра Буля. В булевой алгебре над переменными "0" или "1" могут выполняться три основных действия:
логическое сложение, логическое умножение и логическое отрицание

ИЛИ заключаются в следующем:
Х1 Х2 F Х1 Х2 F
0 + 0 = 0; 1 + 0 = 1;
0 + 1 = 1; 1 + 1 = 1.
Логические схемы, реализующие операцию ИЛИ, называют ячейками ИЛИ.
Простейшая реализация логической ячейки ИЛИ осуществляется на диодах

Правила выполнения операции И заключаются в следующем:
Х1 Х2 F Х1 Х2 F
0 · 0 = 0; 1 · 0 = 0;
0 · 1 = 0; 1 · 1 = 1.
Логические схемы, реализующие операцию И, называются ячейками И. Простейшая реализация логической ячейки И осуществляется на диодах.

Логическое умножение (конъюнкция или операция И) записывается в виде

Логические операции "ИЛИ", "И"

том случае, если все диоды будут закрыты, т. е. на всех входах будет потенциал Е (логическая 1).
В противном случае открывшийся диод шунтирует нагрузку и Uвых = 0.

Напряжение на выходе схемы будет равно E (F=1), если хотя бы на один из входов будет подан единичный сигнал.

Техническая реализация логических элементов "ИЛИ", "И"

Е