Министерство образования Республики Беларусь 4 3 0 о-сО ~ о БЕЛОРУССКИМ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электротехники и электроники Ю.В. Бладыко Т.Е. Жуковская Э Л Е К Т Р О Н И К А М е т о д и ч е с к о е п о с о б и е к в ы п о л н е н и ю к о н т р о л ь н ы х р а б о т |--------4 0 ---------------- [ |----0 ^ в х З 0--- [ |-0 U BX2 0-[ |------0 ^ в х 1 0 ----- [ оо М и н с к 2 0 0 8 Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электротехники и электроники Ю.В. Бладыко Т.Е. Жуковская ЭЛЕКТРОНИКА Методическое пособие к выполнению контрольных работ по дисциплинам «Электроника», «Электротехника и электроника», «Электроника и микропроцессорная техника», «Электроника и информационно-измерительная техника» Под общей редакцией Ю.В. Бладыко М и н с к 2 0 0 8 УДК 621.38 (075.&) БСК-5&.85л7 • Б 68 Рецензенты: М.И. Полуянов, Т.Т. Розум Бладыко, Ю.В. Б 68 Электроника: методическое пособие к выполнению контрольных ра­ бот по дисциплинам «Электроника», «Электротехника и электроника», «Электроника и микропроцессорная техника», «Электроника и ин­ формационно-измерительная техника» / Ю.В. Бладыко, Т.Е. Жуковская; под общ. ред. Ю.В. Бладыко. - Минск: БНТУ, 2008. - 71 с. ISBN 978-985-479-741-0. Методическое пособие содержит многовариантные задания и ти­ повые расчеты по дисциплине «Электроника». Включены задачи по расчету выпрямителя, усилителя на транзисторе, схем на операцион­ ном усилителе, логических элементах и триггерах. Набор заданий и указания к ним предусматривают возможность изменять объем рабо­ ты для студентов различных специальностей. Задачи рассчитаны на поток до 6 студенческих групп и содержат 30 вариантов заданий. УДК 621.38 (075.4) ББК 32.85я7 ISBN 978-985-479-741-0 О Бладыко Ю.В., Жуковская Т.Е., 2008 © БНТУ, 2008 Задания к контрольным работам Задача 1. Напряжение и частота сети переменного тока заданы в табл. 1. Тип выпрямителя, мощность и номинальное напряжение нагрузки, тип фильтра и допустимый коэффициент пульсации напряжения на нагрузке приведены в табл. 2. Таблица 1 Группа 1 2 3 4 5 6 ии в 127 80 220 110 380 200 / с , Гц 50 400 50 400 50 400 Таблица 2 Вариант Тип выпря­мителя Номинальное напряжение нагрузки, В Номинальная мощность нагрузки, Вт Тип фильтра Допустимый коэффициент пульсации, % 1 2 3 4 5 6 1 А 6000 50 V 5,0 2 Б 1500 40 I 5,0 3 В 12 60 III 3,0 4 Г 110 300 III 10,0 5 Д 220 1500 II 2,0 6 А 3000 10 V 10,0 7 Б 600 100 IV 1.0 8 В 24 120 IV 2,0 9 Г 100 500 III 2,0 10 Д 200 1000 II 1,0 11 А 1000 20 V 5,0 12 Б 250 25 I 1,0 13 В 48 100 III 1,0 14 Г 150 1500 II 5,0 15 д 250 2500 и 1,5 16 А 1000 100 I 10,0 17 Б 200 50 IV 2,0 18 В 60 600 IV 1,0 19 Г 200 600 III 5,0 20 д 200 2000 II 1,0 3 Окончание табл. 2 1 2 3 4 5 6 21 А 3500 30 I 5,0 22 Б 150 150 III 3,0 23 В 12 100 IV 1,0 24 Г 250 750 III 5,0 25 Д 250 5000 II 1,0 26 А 2500 20 V 1,0 27 Б 150 300 III 5,0 28 В 24 150 IV 0,5 29 Г 80 200 III 5,0 30 д 80 1600 II 3,0 Примечания 1. Для трехфазных выпрямителей в табл. 1 приведены фазные напряжения трехфазной сети. 2. Если приведенные в прил. 1 диоды по предельным парамет­ рам не удовлетворяют требованиям схемы, их надо включать па­ раллельно или последовательно. 3. Если параметры элементов фильтра оказываются слишком большими (индуктивность > 1 Гн, емкость > 10000 мкФ), рекомен­ дуется выбрать более сложный или многозвенный фильтр (прил. 2). 4. Для выпрямителей приняты следующие обозначения: А - однофазный однополупериодный; Б - однофазный с нулевым выводом; В - однофазный мостовой; Г - трехфазный с нулевым выводом; Д - трехфазный мостовой. 5. Для типа фильтра приняты следующие обозначения: I - простой емкостный фильтр; II - простой индуктивный фильтр; III - Г-образный индуктивно-емкостный фильтр; IV - П-образный £С-фильтр; V - Г-образный ЛС-фильтр. Задание 1. Начертить схему выпрямителя с фильтром, на которой обо­ значить напряжения и токи в обмотках трансформатора, вентилях и нагрузке. Указать полярность выходных клемм. 4 2. Рассчитать необходимые параметры и выбрать тип вентилей при условии работы выпрямителя на заданную активную нагрузку. Индуктивностью и сопротивлением обмоток трансформатора пре­ небречь. 3. Определить расчетную мощность, напряжение вторичной об­ мотки и коэффициент трансформации трансформатора. Вентили считать идеальными. 4. Рассчитать амплитуды тока и напряжения при работе выпря­ мителя без фильтра и начертить в масштабе временные диаграммы тока и напряжения на нагрузке. 5. Рассчитать параметры сглаживающего фильтра, который обес­ печит допустимый коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке. 6. Указать на схеме выпрямителя тип вентилей, параметры эле­ ментов фильтра, мощность и коэффициент трансформации транс­ форматора. Задача 2. Схемы усилительных каскадов приведены на рис. 1-4. Исходные данные для расчета заданы в табл. 3 и 4. Входные и выходные ха­ рактеристики транзисторов приведены в прил. 3. При расчете кас­ кадов с R3 его величину принять равной 0,li?K. Для каскадов с дели­ телем R] и R-2 ток делителя принять 5/бп- +Е, -0 +Е, —а I R, с. \\ R. С,э3 О- СУ -0 Рис. 1 Рис. 2 5 Рис. 3 Рис. 4 Таблица 3 Г руппа I 2 3 4 5 6 Схема Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4 Рис. 1 Рис. 3 Таблица 4 Вариант Тип транзис­ тора Напряжение источника питания £ к, В Ток покоя транзистора Лп, мА Напряжение покоя К^ЭП, В Сопротивле­ ние нагрузки R„, кОм 1 2 3 4 j 5 6 1 МП25 12 5 6 10 2 МП25 20 10 10 2 3 МП25А 12 10 6 10 4 МП25А 20 10 10 1 5 МП25Б 24 15 12 10 6 МП25Б 27 15 14 2 7 ГТ122А 12 10 6 5 8 ГТ122Б 12 5 6 2 9 ГТ122В - 12 10 6 10 10 ГТ122Г 12 8 6 1 11 ГТ122А 15 8 8 1 12 ГТ122В 15 10 8 10 6 Окончание табл. 4 1 2 3 4 5 6 13 КТ301А 12 4 6 10 14 КТ301А 24 4 12 3 15 КТ301Б 12 5 6 10 16 КТ301Б 24 5 12 4 17 КТ301В 12 5 6 10 18 КТ301В 24 5 12 2 19 КТ301Ж 12 3 6 10 20 КТ301Ж 24 3 12 4 21 КТ315А 12 20 6 5 22 КТ315А 12 25 6 1 23 КТ315Б 12 25 6 1 24 КТ315Б 15 20 7 0.5 25 КТ315В 24 10 12 10 26 КТ315В 24 15 12 2 27 КТ315Г 12 20 6 5 28 КТ315Г 12 20 6 0.5 29 КТ315Е 12 20 6 2 30 КТ315Е 15 20 7 1 Задание 1. Начертить схему усилительного каскада с учетом заданного типа транзистора. На схеме указать токи и напряжения транзистора, а также Um и £/вых. 2. По заданным в табл. 4 параметрам на характеристиках тран­ зистора нанести точку покоя и построить статическую линию на­ грузки. Рассчитать величину сопротивлений резисторов, обеспечи­ вающих заданный режим покоя. При расчете учесть, что / к » Iq. 3. В точке покоя по характеристикам транзистора определить его /г-параметры (hn , h2и ^ 22)- Параметр hn принять равным 0. 4. Начертить схему замещения усилителя в.динамическом ре­ жиме, заменив транзистор эквивалентной схемой с /г-параметрами. 5. Рассчитать с учетом нагрузки входное и выходное сопротивле­ ния каскада, коэффициенты усиления тока, напряжения и мощности. 6. Построить динамическую линию нагрузки на выходных ха­ рактеристиках транзистора и определить максимальную амплитуду выходного напряжения, усиливаемого без заметных искажений сиг­ нала, и максимальную выходную мощность. 7 7. Построить амплитудную характеристику каскада. 8. Определить коэффициент полезного действия каскада. Задача 3. Схемы усилительных каскадов приведены на рис. 1-4. Исходные данные для расчета заданы в табл. 5 и 6. В прил. 4 приведены тран­ зисторы, которые надо использовать в схеме каскада, и их основные параметры. При расчете каскадов с его величину принять равной 0,17?к. Для каскадов с делителем R] и R2 ток делителя принять 5/бп. Таблица 5 Г руппа 1 2 3 4 5 6 Схема Рис. 3 Рис. 4 Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4 Тип транзистора п-р-п р-п-р Таблица 6 Вариант Напряжение источ­ ника питания Ек, В Выходное напряже­ ние UBbix ш, В Мощность нагрузки Рн, мВт 1 2 3 4 1 12 5 5 2 4,5 3 4 4 3,5 5 3 6 16 6 10 7 5,5 8 5 9 4,5 10 4 11 20 7 15 12 6,5 13 6 14 5,5 15 5 16 24 8 20 17 7,5 18 7 19 6,7 20 6 Окончание табл. 6 1 2 3 4 21 27 9 25 22 8,5 23 8 24 7,5 25 7 26 36 12 30 27 11,5 28 11 29 10,5 30 10 Задание 1. Начертить схему каскада с учетом заданного типа транзистора. Указать полярность источника питания, токи и напряжения между электродами транзистора, а также входное и выходное напряжения. 2. По заданным Ек, Рн и амплитуде выходного напряжения UBых т выбрать точку покоя и тип транзистора по его предельным пара­ метрам. 3. Рассчитать сопротивления резисторов, которые должны обес­ печить работу транзистора в выбранной точке покоя. 4. Начертить схему замещения каскада в динамическом режиме, заменив транзистор эквивалентной схемой с /г-параметрами. 5. Проверить работу каскада в динамическом режиме, построив динамическую линию нагрузки. Если каскад не обеспечивает за­ данное значение 11выхт, точку покоя следует выбрать снова. 6. Рассчитать коэффициенты усиления тока, напряжения и мощ­ ности. 7. Начертить в масштабе амплитудную характеристику каскада при работе на заданную нагрузку. Рассчитать коэффициент полез­ ного действия. Задача 4. На основе операционного усилителя (ОУ) проектируется усили­ тель низкой частоты с заданным коэффициентом усиления напря­ жения. Тип ОУ, требуемый коэффициент усиления и минимальное 9 входное напряжение UBX min приведены в табл. 7. Сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления ОУ. Таблица 7 Ва­ ри­ ант Тип ОУ Требуемый коэффициент усиления min, мВ Тип усилителя Группы 1,4 Группы 2,5 Группы 3,6 1 К140УД1А 25 30 50 15 инвертирующий 2 50 60 75 10 « 3 100 90 100 5 « 4 25 30 50 10 неинвертирующий 5 50 60 75 5 6 75 90 . 100 5 44 7 К140УД1Б 30 50 100 20 инвертирующий 8 60 75 200 15 9 90 100 300 10 “ 10 30 50 100 10 неинвертирующий 11 60 75 200 10 и 12 90 100 300 5 4С 13 К140УД2А 50 100 75 5 инвертирующий 14 75 200 100 5 и 15 100 300 150 10 16 50 100 75 10 неинвертирующий 17 75 200 100 10 18 100 300 150 5 19 К140УД6 100 75 25 1 инвертирующий 20 200 100 50 1 сс 21 300 150 100 1 “ 22 100 75 25 2 неинвертирующий 23 200 100 50 2 24 300 150 75 2 25 К140УД7 75 25 30 3 инвертирующий 26 100 50 60 3 “ 27 150 100 90 1 28 75 25 30 3 неинвертирующий 29 100 50 60 3 30 150 75 90 3 U Задание 1. Начертить заданную схему усилителя с цепью обратной связи и источниками питания. Указать входное и выходное напряжения. 10 2. Рассчитать сопротивления резисторов схемы для получения требуемого коэффициента усиления. 3. Определить максимальную амплитуду входного синусоидаль­ ного сигнала, при которой не будет значительных искажений вы­ ходного сигнала. 4. Начертить амплитудную характеристику усилителя. Задача 5. На основе операционного усилителя проектируется сумматор для выполнения заданной операции. Тип ОУ, выполняемая опера­ ция и сопротивление резистора обратной связи приведены в табл. 8. Сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротив­ ления ОУ. Таблица 8 Ва­ ри­ ант Тип ОУ Выполняемаяоперация Сопротивление резистора обратной связи, кОм Тип сумматораГруп­ пы 1, 4 Груп­ пы 2, 5 Груп­ пы 3, 6 1 2 3 4 5 6 7 1 (/] + 2иг + 3иъ неинвертирующий 2 4 U\ + U2 + U3 3 2U\ + Ui + lU-i 4 5 К140УД1А -iU ,+ 2U 2 + 3U3) ~{4U} + U2+U3) 20 50 75 инвертирующий 6 -(2 [/, + U2 + 2 t/3) 7 U, + 2U2-3U 3-4U 4 параллельный 8 2U] + U2-3U 3-2U 4 “ 9 3U,+2U2 + 2U} неинвертирующий 10 U,+4U2 + 2U3 11 2U{ + 3U2+U3 “ 12 13 К140УД2А -(3(7, + 2U2 + 2U3) -(U, + 4U2 + 2U3) 50 75 100 инвертирующий 14 -{2U\ + 3и2 + 3U3) 15 31/, + U2 - 2U3 - UA параллельный 16 4U]+2U2-3U 3-2U 4 17 5 Ui + U2 + U3 неинвертирующий 18 3 U, + U2 + 4U3 19 2Ux + 5U2+U3 “ 20 21 К140УД6 —(5 t/j + U2 + U3) -(5Ui + U2 + 2U3) 75 100 40 инвертирующий 22 -(3C/i + U2 + 4U3) ct 23 5С/, + и2- и ъ- и л параллельный 24 2U} + U2 - 5U3 - U* “ 11 Окончание табл. 8 1 2 3 4 5 6 7 25 26 27 28 29 30 К140УД7 6U) + 2U2+U3 6£/, + 4£/2 + U3 -(U } + 6U2 + U3) -i2U { +2U2 + 5U3) 5Ui +2U2-3 U 3-U 4 Ui +6U2 - U3-4 U 4 100 20 150 неинвертирующий инвертирующий параллельный Задание 1. Начертить схему сумматора для реализации заданной опера­ ции с указанием источников питания, входного и выходного напря­ жений. 2. Рассчитать величину сопротивлений резисторов входных цепей. Задача 6. Работа автоматизированного комплекса контролируется по N па­ раметрам: положение рабочих органов и заготовок, давление и тем­ пература масла в системе, давление охлаждающей жидкости и т.д. Параметры контролируются двоичными датчиками. При отклоне­ нии хотя бы одного из параметров от нормы комплекс автоматиче­ ски отключается. Система управления построена на элементах по­ ложительной логики, то есть наличие сигнала, например, о доста­ точном давлении масла соответствует 1, а отсутствие сигнала - 0. Число и нормальное значение контролируемых параметров заданы десятичным числом, которое получают сложением числа А (табл. 9) с числом, которое задано в табл. 10. Его надо преобразовать в дво­ ичное число, количество разрядов которого соответствует количе­ ству параметров, а значение каждого разряда - нормальному значе­ нию параметра. Таблица 9 Г руппа 1 2 3 4 5 6 Число А 32 34 36 38 40 42 12 Таблица 10 Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Тип логических элементов Число 10 12 14 15 16 17 18 19 21 24 2И-НЕ 2ИЛИ-НЕ Вариант 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ЗИ-НЕ ЗИЛИ-НЕЧисло 20 22 23 24 25 26 28 19 21 27 Вариант 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 2И-НЕ ЗИЛИ-НЕЧисло 11 12 13 14 15 16 17 21 22 23 Задание 1. Сложить число А с числом согласно варианту. 2. Преобразовать полученное десятичное число в двоичное. 3. Пронумеровать датчики от младшего разряда двоичного чис­ ла к старшему. 4. Составить таблицу истинности и записать логическую функ­ цию. Функция равна единице только для заданного набора. 5. Преобразовать логическую функцию в соответствии с задан­ ным типом логических элементов. 6. Составить схему управления из заданных логических элементов. 7. Проверить на схеме правильность работы, подав на входы за­ данный код. Задача 7. Работа производственного механизма контролируется по четы­ рем параметрам. При трех сочетаниях этих параметров схема управ­ ления должна выдавать предупреждающий сигнал. Нужные сочета­ ния заданы десятичными числами. Первое - в табл. 11, два других - в табл. 12. Для реализации схемы управления можно использовать только заданные типы логических элементов. Таблица 11 Группа 1 2 3 4 5 6 Первое число 3 4 5 6 5 4 Тип логических элементов 2И-НЕ, ЗИЛИ-НЕ ЗИ-НЕ, 2ИЛИ-НЕ 13 Таблица 12 Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Числа 7,8 7,9 7, 10 7,11 7, 12 7, 13 7,14 7, 15 8,9 8, 10 Вариант 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Числа 8, 11 8, 12 8, 13 8, 14 8, 15 9, 10 9,11 9, 12 9, 13 9, 14 Вариант 21 22 23 24 25 26 Г 27 28 29 30 Числа 10, 11 10,12 10,13 10,14 10,15 11,12 11,14 12,13 12,14 13,15 Задание 1. Преобразовать заданные десятичные числа в четырехразряд­ ные двоичные коды. Недостающие разряды добавить нулями. 2. Составить таблицу истинности, в которой единице должны соответствовать только заданные наборы параметров. 3. Записать и упростить логическое уравнение. Преобразовать его в соответствии с типом заданных логических элементов. 4. Составить схему управления. 5. Проверить ее работу, подав на входы заданные наборы пара­ метров. Задача 8. Разработать дешифратор с 2 входами, работающий на семисег­ ментный индикатор. Схема соединений электродов индикатора (об­ щий катод (ОК) или общий анод (ОА)) и логические элементы заданы в табл. 13. Индикатор показывает последовательно символы, приве­ денные в табл. 14. Таблица 13 Группа 1 2 3 4 5 6 Схема соединений электродов индикатора ОК ОА ОК ОА ОК ОА Логический базис 2И-НЕ, 2ИЛИ-НЕ 2ИЛИ-НЕ 2И-НЕ 14 Таблица 14 Вариант Символы Вариант Символы Вариант Символы 1 0123 11 FLIP 21 ПОРА 2 1234 12 FLOP 22 РАНО 3 2468 13 LOAd 23 УГОН 4 3210 14 HOLd 24 РУСЬ 5 4321 15 H IFI 25 РАНГ 6 6420 16 ОРЕП 26 ПЕЧЬ 7 3456 17 StOP 27 СПОР 8 5678 18 HALt 28 БГПА 9 6543 19 HOPE 29 НОЧЬ 10 9876 20 HOLA 30 ГОРА З а д а ч а 9. Разработать комбинационное устройство с 4 входами, дающее на выходе F = 1 при подаче на входы заданных в табл. 16 чисел в дво­ ичном коде. При подаче на входы других чисел F = 0. Используе­ мые логические элементы приведены в табл. 15. Таблица 15 Г руппа 1 2 3 4 5 6 Логический базис 2ИЛИ-НЕ И, НЕ ЗИ-НЕ 2И-НЕ ИЛИ, НЕ ЗИЛИ-НЕ Таблица 16 В ар иа нт Заданные числа В ар иа нт Заданные числа В ар иа нт Заданные числа 1 4, 6, 12, 14 11 4 ,5 , 12, 13 21 0, 1,4, 5, 8 ,9 , 12, 13 2 0, 1, 8, 9 12 4-7, 12-15 22 0-7 3 6, 7, 14, 15 13 8, 10, 12, 14 23 8-15 4 2 ,6 , 10, 14 14 0, 2, 4, 6 24 все числа, кратные 4 5 9, 11, 13, 15 15 1,3, 5, 7 25 0 ,3 ,4 , 7, 8, 11, 12, 15 6 0, 1 ,2 ,3 16 0, 1 ,4 ,5 26 все четные 7 4, 5, 6, 7 17 8, 9, 12, 13 27 все нечетные 8 8, 9, 10, 11 18 1 ,3 ,9 , 11 28 1 ,2 , 5 ,6 ,9 , 10, 13, 14 9 12, 13, 14, 15 19 10, 11, 14, 15 29 2, 3 ,6 , 7, 10, 11, 14, 15 10 3 ,7 , 11, 15 20 1 ,5 ,9 , 13 30 0-3, 8-11 15 Задание 1. Преобразовать заданные десятичные числа в четырехразряд­ ные двоичные коды. Недостающие разряды добавить нулями. 2. Составить таблицу истинности, в которой единице должны соответствовать только заданные числа. 3. Записать и упростить логическое уравнение. Преобразовать его в соответствии с типом заданных логических элементов. 4. Составить схему устройства. Задача 10. Электропривод производственного механизма осуществляется тремя электродвигателями. Включение и отключение электродвига­ телей производится контакторами, которые управляются кнопоч­ ными постами. Для нормальной работы электродвигатели должны включаться и отключаться в определенном порядке, который зада­ ется схемой управления на логических элементах. Питание катушек контакторов осуществляется от схемы управления через усилители. Задание 1. Для заданного в табл. 17 порядка включения и отключения двигателей составить схему управления на стандартных логических элементах, триггерах. 2. На схеме указать кнопки включения и выключения, усилите­ ли и катушки контакторов. Таблица 17 Вариант Порядок включения Порядок выключения двигателей двигателей 1 2 3 1 1-2-3 1-2-3 2 2-1-3 1-3-2 3 3-2-1 2-1-3 4 1-3-2 2-3-1 5 2-3-1 3-1-2 6 3-1-2 3-2-1 16 Окончание табл. 17 1 2 3 7 1-2-3 1-3-2 8 2-1-3 2-1-3 9 3-2-1 2-3-1 10 1-3-2 3-1-2 11 2-3-1 3-2-1 12 3-1-2 1-2-3 13 1-2-3 2-1-3 14 2-1-3 2-3-1 15 3-2-1 3-1-2 16 1-3-2 3-2-1 17 2-3-1 1-2-3 18 3-1-2 1-3-2 19 1-2-3 2-3-1 20 2-1-3 3-1-2 21 3-2-1 3-2-1 22 1-3-2 1-2-3 23 2-3-1 1-3-2 24 3-1-2 2-1-3 25 1-2-3 3-1-2 26 ■2-1-3 3-2-1 27 3-2-1 1-2-3 28 1-3-2 1-3-2 29 2-3-1 2-1-3 30 3-1-2 2-3-1 Примечание. Если указан порядок включения 1-2-3 - это значит, что двигате­ ли можно запустить, нажимая кнопку «Пуск» только в таком поряд­ ке. При нажатии кнопок 1-3 третий двигатель не должен запускать­ ся. Это же относится и к порядку отключения. Задача 11. Составить схему суммирующего счетчика на .D-триггерах К155ТМ2 или JA'-триггерах К155ТВ1. Тип счетчика и модуль счета заданы в табл. 18. При необходимости можно использовать логические эле­ менты той же серии. Предусмотреть установку нуля счетчика. 17 Таблица 18 Вариант Тип счетчика Тип триггера Модуль счета 1 Параллельный D 5 2 а JK 5 3 и D 6 4 а JK 6 5 Кольцевой D 5 6 Ж 5 7 < ( D 6 8 <.<. JK 6 9 и D 7 10 и JK 7 11 Последовательный D 5 12 U Ж 5 13 а D 6 14 <( Ж 6 15 а D 7 16 и Ж 7 17 D 9 18 сс Ж 9 19 (С D 10 20 it Ж 10 21 “ D 11 22 и Ж 11 23 D 12 24 ( ( Ж 12 25 D 13 26 U Ж 13 27 а D 14 28 ч Ж 14 29 < « D 15 30 и Ж 15 Задание 1. Выбрать необходимое число триггеров и составить таблицу состояний счетчика для заданного модуля счета. 2. Начертить схему счетчика с обозначением входов и выходов. 3. Начертить временную диаграмму работы счетчика за полный цикл работы. Задача 12. Написать реферат. Номер вопроса для реферата задан в табл. 19. Таблица 19 Группа 1 2 3 4 5 6 Номер вопроса 2 послед­ ние цифры шифра 2 послед­ ние цифры шифра + 20 2 послед­ ние цифры шифра + 40 2 послед­ ние цифры шифра + 60 2 послед­ ние цифры шифра+80 2 послед­ ние цифры шифра + 50 Перечень вопросов 1. Полупроводниковые диоды и их краткая характеристика. 2. Выпрямительный диод. 3. Стабилитрон. 4. Биполярные транзисторы: характеристики и параметры. 5. Схемы включения биполярных транзисторов. 6. Схема замещения биполярного транзистора и /г-параметры. 7. Полевые транзисторы, принцип их работы. 8. Тиристоры. 9. Интегральные микросхемы: определение, технологические про­ цессы, особенности интегральной технологии. 10. Интегральные микросхемы: особенности ИС на примере по­ лупроводниковой, классификация ИС, степень интеграции. 11. Усилительный каскад на биполярном транзисторе. Графиче­ ский расчет каскада. 12. Усилительный каскад на полевом транзисторе. 13. Усилители мощности. 14. Эмиттерный повторитель. 15. Однотактный трансформаторный усилитель мощности. 16. Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности. 17. Обратные связи в усилителях. 18. Усилители постоянного тока (УПТ). 19. Операционные усилители (ОУ): параметры и характеристики. 20. Инвертирующий и неинвертирующий усилители на ОУ. 21. Разностный усилитель на ОУ. 19 22. Сумматор на ОУ. 23. Интегратор и дифференциатор на ОУ. 24. Избирательные усилители (полосовые фильтры): АЧХ, поло­ са пропускания, добротность. 25. Электронные генераторы. 26. ГЛИН. 27. Импульсные устройства на ОУ; компаратор. Параметры им­ пульсных сигналов. 28. Триггер Шмитта на ОУ. 29. Мультивибратор и одновибратор на ОУ. 30. Логические элементы: определения, обозначения; логические функции. 31. Проектирование комбинационных логических устройств. 32. Комбинационные логические схемы. Компаратор двоичных чисел. Исключающее ИЛИ. 33. Сумматор (двоичный одно- и многоразрядный). 34. Дешифратор. 35. ПЗУ. 36. Шифратор. 37. Мультиплексор. 38.АЛУ. 39. Л5-триггеры. 40. .D-триггеры. 41. Т-триггеры. 42. JK-триггеры, 43. Регистры. 44. Параллельный регистр на D-триггерах. 45. Счетчики импульсов: определение, основные характеристики. 46. Суммирующий счетчик на Г-триггерах. 47. Цифроаналоговый преобразователь. 48. Аналого-цифровой преобразователь. 49. Элемент памяти. 50. ОЗУ. 51. Микропроцессор: структурная схема и назначение ее эле­ ментов. 20 52. Однофазный однополупериодный выпрямитель. 53. Однофазный мостовой выпрямитель. 54. Однофазный двухполупериодный выпрямитель с нулевым выводом. 55. Сглаживающие фильтры: схемы и их параметры. 56. Работа выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку. 57. Работа выпрямителя на активно-емкостную нагрузку. 58. Метод Терентьева для расчета выпрямителя, работающего на активно-емкостную нагрузку. 59. Классификация выпрямителей. 60. Внешние характеристики маломощного выпрямителя одно­ фазного тока. 61. Активные сглаживающие фильтры. 62. Стабилизаторы постоянного напряжения. 63. Стабилизаторы постоянного тока. 64. Умножители напряжения. 65. Источники питания с многократным преобразованием энергии. 66. Трехфазный нулевой выпрямитель. 67. Трехфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова). 68. Многофазные однополупериодные схемы выпрямления. 69. Шестифазная схема выпрямления. 70. Двойной трехфазный выпрямитель с уравнительным реактором. 71. Двенадцатипульсные выпрямители: последовательное и па­ раллельное включение мостовых схем. 72. Однофазный управляемый выпрямитель: работа на активную нагрузку. 73. Однофазный управляемый выпрямитель: работа на активно­ индуктивную нагрузку в режиме прерывистого тока. 74. Однофазный управляемый выпрямитель: работа на активно­ индуктивную нагрузку в режиме непрерывного тока. 75. Однофазный управляемый выпрямитель: работа с нулевым диодом. 76. Особенности выпрямителей мощных энергетических установок. 77. Регулировочная характеристика управляемых выпрямителей. 78. Коммутация тока в выпрямителях средней и большой мощ­ ности. 21 79. Однофазный ведомый сетью инвертор. Основные характери­ стики: регулировочные, входные, ограничительные. 80. Предел коммутации. «Опрокидывание» инвертора. 81. Высшие гармонические в кривой выпрямленного напряжения. 82. Высшие гармонические в кривой первичного тока выпрями­ телей. 83. Коэффициент мощности выпрямителя. 84. КПД выпрямителя. 85. Вентильные преобразователи с повышенным коэффициентом мощности. 86. Тиристорные преобразователи для электропривода постоян­ ного тока. Совместное и раздельное управление. 87. Регулируемые преобразователи переменного напряжения: ме­ тоды регулирования напряжения. 88. Регулируемые преобразователи переменного напряжения: ра­ бота на активно-индуктивную нагрузку. Регулировочные характе­ ристики. 89. Особенности управляемого выпрямителя на повышенное на­ пряжение. 90. Трехфазные регуляторы переменного напряжения. 91. Источники реактивной мощности. 92. Системы управления вентильными преобразователями. 93. Импульсные преобразователи постоянного напряжения: прин­ ципы построения. Преимущества и недостатки ИППН по сравне­ нию с устройствами непрерывного регулирования. 94. Импульсные преобразователи постоянного напряжения: узлы коммутации тиристоров. 95. Импульсные преобразователи постоянного напряжения с па­ раллельной коммутацией. Конверторный преобразователь. 96. Автономные инверторы: определение, принципы построения, классификация, области применения. 97. Автономные инверторы напряжения: однофазные и трехфазные. 98. Автономные инверторы тока: однофазные и трехфазные. 99. Автономные резонансные инверторы. ЮО.Преобразователи частоты. 22 ТИПОВЫЕ РАСЧЕТЫ К ЗАДАЧАМ Пример 1. Схема выпрямителя с П-образным индуктивно-емкостным фильт­ ром приведена на рис. 5. Номинальное напряжение нагрузки - 100 В, номинальная мощность - 50 Вт, допустимый коэффициент пульса­ ции - 0,5 %, напряжение сети переменного тока 220 В при частоте 50 Гц. Выбрать тип вентилей, определить расчетную мощность и коэф­ фициент трансформации трансформатора, параметры фильтра. Решение. 1. Выбор вентилей. Ток нагрузки 220/110В VDA КД105Б 5„=63 ВА Рис. 5 Для однофазного мостового выпрямителя среднее значение пря­ мого тока через вентиль (прил. 5) tfBIMX=l,57-I/d =1,57-100 = 157 В. Выбираем вентили КД105Б (см. прил. 3), для которых / . „ = 0 , 3 Л > / .= 0 ,2 5 А; £ / . „ = 4 0 0 В > £ / , „ = 157 В. 2. Определение параметров трансформатора. Для однофазного мостового выпрямителя действующее значение вторичного напряжения и 2 = 1,11-ил = 1 ,1М 00 = 111 В. Откуда коэффициент трансформации U, 220 п ==—*- = ----- « 2 . U2 111 Расчетная мощность 5расч =1,23-Р„ = 1 ,23 -50 = 61,5 В -А . Выбираем трансформатор U{/U2 =220/110 В; н^ом = 63 В • А > 5расч = 61,5 В • А. 3. Определение параметров фильтра (см. прил, 2). Коэффициент пульсаций на выходе однофазного мостового вы­ прямителя д} = 0 ,67 . Обратное максимальное напряжение на вентиле 24 q2 = 0,005. Коэффициент сглаживания фильтра S = iL = A ^ L = 134. q2 0,005 П-образный фильтр состоит из простого С-фильтра и Г-образ- ного £С-фильтра. Его коэффициент сглаживания s = sc-shc. Принимаем емкость конденсаторов фильтра С, - С2 = 100 мкФ. Тогда S c = 2 - tt- 2- л : - 50- 2- 100- 10' 6 -200 = 12,6, где т - число пульсаций выпрямленного напряжения за период (см. прил. 5); RH - сопротивление нагрузки: = — = 200 Ом. h 0,5 Тогда коэффициент сглаживания LC-фильтра S LC= — = — = 10,6. LC s c . 12,6 Требуемый коэффициент пульсаций Для ХС-фильтра 4 А = = 26,8 ■ 10'° Гн ■ Ф. 25 ^ _ ^LC _ _ ОА Й . 1 ГГ6 ^ 2 ( 2 - n - f - m f (2 -л :-50-2)2 При С2 = 100 мкФ 4 С 2 26,8-10’ С, 100 - 10- Параметры фильтра С\ = С2 = 100 мкФ, £ф = 0,3 Гн удовлетворя­ ют условиям эффективной работы (см. прил. 2): — -— « R H и т о ) 1 л » R „ . т с о С л н ф Пример 2. Для усилительного каскада на транзисторе ГТ108А, схема кото­ рого приведена на рис. 4, заданы: напряжение источника питания 9 В, ток покоя коллектора 10 мА, напряжение покоя эмиттер-коллектор 4 В, сопротивление нагрузки 1 кОм. Рассчитать сопротивления ре­ зисторов схемы, определить коэффициент усиления напряжения, тока и мощности, входное и выходное сопротивления каскада, мак­ симальную амплитуду выходного синусоидального сигнала. При­ нять R3 = Q,IRK и ток делителя 1\ = 5/бп. Решение. При использовании транзистора р-п-р типа необходимо изменить полярность источника питания Ек /, -г/БП “к на рис. 4. При этом направления токов и напряжений меняются на противоположные. 1. Статический режим или ре­ жим покоя. В статическом режиме входное напряжение отсутствует и токи про­ текают только под действием источ­ ника питания Ек. Сопротивление кон­ денсаторов постоянному току равно бесконечности и поэтому схема кас­ када в этом режиме имеет следую- Рис. 6 щий вид (рис. 6). 26 Уравнение статической линии нагрузки: Учитывая, что 1К » / 6 , / к ~ Откуда ток коллектора При использовании значений тока в миллиамперах сопротивле­ ния получаются в килоомах. По полученному уравнению на выходных характеристиках тран­ зистора ГТ108А строим статическую линию нагрузки (рис. 7) по двум точкам: точка покоя П с координатами / кп = 10 мА и и жп = 4 В и точка отсечки /к = О, U3X - Ек - 9 В. Входные характеристики / б,мкА ГТ108А, ГТ108В С^к=ВВ иэв, в Германиевые сплавные р-п-р транзисторы предна­ значены для работы в схе­ мах усиления и генериро­ вания. Корпус металлический, масса не более 0,5 г. UK3 m — 10 В, /к m — 50 мА, Ркт~ 75 мВт, Выходные характеристики Рис. 7 Подставляя в уравнение линии нагрузки значения Ек, / кп и 11э, получаем /г -T J 9 — 4 R3 + RK = ~ K- -~ ™ = ——— = 0,5 кОм. Ю Так как по условию 7?э = 0,1 Як, то д = А ± А = М « 0,45 кОм = 450 Ом; 1,1 1,1 » 50 Ом. Для контура эмиттер—база— можно написать уравнение по второму закону Кирхгофа: 4 , Л + ^ - / , Л R 2 =__ эп ' э эбп 28 Точка покоя П лежит на выходной характеристике /б = 200 мкА = = 0,2 мА. По входной характеристике U3K = 5 В для этого тока базы получаем U ^n = 0,35 В. Учитывая, что /кп ~ /эп и Д = 5/бП = 5-0,2 = 1 мА: п 10-0,05 + 0,35 пос ^ = --------------------= 0,85 кОм. 2 1 Аналогично для контура R2-R i~Ek: К ~ ' h + -^ 1 ' (^ 1 + б^п ) ’ j?, = —!Ь~— ^ = ~ ~ т ~ ~ = 6,8 кОм. б п 1+0,2 2. Динамический режим. По выходным характеристикам транзистора в точке покоя П оп­ ределяем К , = Л / ‘ 21 А/,- 1 5 -5 = 50: h22 т т ш 0,3 —0,1 U э к = 4 В ’ ’ 10,5-10 АС/,. / б = 0 , 2 м А 1 0 - 4 = 83-10 мСм. По входной характеристике И А/, 0 ,4 1 -0 ,3 С/эк=5 В О » 3 - 0 » 1 = 0,55 кОм. В динамическом режиме источник питания Ек закорочен, а токи протекают только за счет ивх = t /BXm sin cot. Емкость конденсаторов выбирается так, чтобы на минимальной рабочей частоте их сопро- 29 тивление было значительно меньше активных сопротивлений схе­ мы и конденсаторы можно считать закороченными. Тогда, заменив транзистор эквивалентной схемой с А-параметрами, получим схему замещения усилителя (рис. 8). Рис. 8 В этой схеме D _ R1 • R2 _ 6,8 • 0,85 + i?2 6,8 + 0,85 1 : = 0,75 кОм; Кг 83-10 - 3 12 кОм. Так как h2j » RK, то и м можно пренебречь. Входное сопротивление каскада ^ = 32 к0м Rb +hu 0,75 + 0,55 Выходное сопротивление каскада Я„ых = К = 450 Ом. Коэффициент усиления напряжения находим с помощью урав­ нений для входной и выходной цепей (см. рис. 8): 30 (минус показывает, что ивых в противофазе с мвх)- Коэффициент усиления тока R. = В^ЫХ _ Мвых Л х _ -^ВХ _ _ 2 8 2 = —9 ' ^ * ^ Г Ч “ Ч ’ ’ и Коэффициент усиления мощности К р = К и - К, = 2 8 ,2 -9 -2 5 4 . Уравнение динамической линии нагрузки записывается по второму закону Кирхгофа для выходного контура схемы замещения каскада: . RK RH . 0,45-1 . изк ~ ~ 1к — — ; -JK------------= -0 ,3 1 ■ г . к # + Д 0,45 + 1 При i = 0 каскад работает в статическом режиме и динамиче­ ская линия нагрузки должна проходить через точку покоя П. При изменении коллекторного тока Д / = 5 мА напряжение и ж изме­ нится на -1,55 В, т.е. вторая точка динамической линии нагрузки имеет координаты / к = / кп + Д/к=10 + 5 = 15мА и £/эк=С/экп + ДС/эк=4-1 ,55 = 2,45В. Через точки с этими координатами проводим динамическую ли­ нию нагрузки. Она пересекает характеристику / б = 0 в точке, кото­ рая соответствует и ж = 6,9 В. Следовательно, максимальная ампли­ туда выходного напряжения m = U3K - U3Kn = 6 , 9 - 4 = 2,9 В. Максимальная выходная мощность U 2 2 91 Ршх т = — = - 2— = 4,2 мВт. ‘ m 2 -RK 2-1 Пример 3. Схема каскада усиления переменного тока приведена на рис. 4. Транзистор п-р-п. Напряжение источника питания Ек = 36 В, мощ­ ность нагрузки Рн = 30 мВт, максимальная амплитуда выходного напряжения Ишх m = 9 В. Задание Выбрать параметры точки покоя, тип транзистора. Рассчитать со­ противления резисторов, динамические параметры каскада. Опреде­ лить КПД каскада и построить его амплитудную характеристику. Решение. 1. Параметры нагрузки. Заданы Рн = 30 мВт и UBыхт = 9 В. 32 Сопротивление нагрузки 2 Р н вых m _ - 2 — = 1,35 кОм. 2 -3 0 Амплитуда тока нагрузки ^ = — = 6,7мА. R» 1,35 в ы х т 2. Выбор точки покоя. Чтобы избежать нелинейных искажений выходного сигнала, па­ раметры точки покоя выбираются из следующих условий: где AU - напряжение на транзисторе в режиме насыщения, прини­ мается 1... 1,5 В. Чем больше выбран /кп, тем больше мощность, потребляемая от ис­ точника питания, и, следовательно, ниже КПД каскада. При малом 1т могут возникнуть нелинейные искажения выходного сигнала. Принимаем /кп = 12 мА, и юп = 10 В. 3. Выбор транзистора. Если не указаны дополнительные условия, транзистор выбирает­ ся по предельным параметрам: С / к Э Д О П — £к 36 В; -/к доп ^1т + Лых щ - 12 + 6,7 - 18,7 мА; Лсдоп ^ /кп-С/кэп = 12-10 = 120 мВт. Выбираем транзистор КТ315В (см. прил. 4), у которого C/ю доп 4 0 В ; 33 ■Ас доп 100 мА; Р к доп 150 мВт. Данный транзистор имеет следующие /г-параметры: к ц = 0,14 кОм; Иг\ = 50; Л22 = 0,3 мкСм. Параметром hn пренебрегаем, а рекомендуемое напряжение ба­ за-эмиттер в режиме покоя Lfen = 1,0 В. 4. Статический режим. В статическом режиме источник сигнала отключен и каскад ра­ ботает только под действием источника питания Ек. Поэтому со­ противление конденсаторов равно бесконечности и расчетная схема имеет следующий вид (рис. 9). +ЕК Уравнение статической линии (--------------^ ------------0 нагрузки V /1 ^1 4:п hn Rk Е^ЭП Ri I-эп VT к^эп -Кэ Ек / к R k + UK3 + / э R3. Так как /э = /к + /§ и 1К » / б, то / э * / к; Ек ~ / K-(i?K + i?3) + f/кэ. Рекомендуется принимать ЛЭ = (0,1...0,2)Д* Тогда Рис. 9 В режиме покоя /к = Im, UK3 = U,оп. Сопротивления Е* - 1,1 /к RK + UK3. = I - . - 1-0. = 1 97 кО м; U -Л. 1,1-12 = 0,2 кОм. 34 Чтобы в динамическом режиме не менялись существенно усло­ вия работы конденсатора, ток делителя рекомендуется выбирать в 5... 10 раз больше /бп- Примем 1\ = 5/бП- h = 5 / бп =5 0 ,24= 1,2 мА. Для контура Л2-база-эмиттер-7?э уравнение по второму закону 5. Динамический режим. В динамическом режиме Ек закорочен, а сопротивлением кон­ денсаторов можно пренебречь, так как их емкость выбирается из условия, чтобы на минимальной рабочей частоте реактивное сопро­ тивление конденсаторов было на порядок меньше сопротивлений резисторов схемы. Поэтому схема замещения каскада с учетом h- параметров транзистора имеет вид, подобный рис. 8, но с противо­ положными направлениями токов, напряжений и источника тока. В этой схеме Кирхгофа: -R .2 1\ + С/бэп + Асп - 0; , С/бэп+/ кпЛ _ 1 + 12-0,2 = 2,8кОм. Второе уравнение для контура Ek-R i~R2: Е к = (/i + k n )R i + IvRr, R .^e « - I x R 2 = 3 6 -1 ,2 -2 ,8 1 / 1 + / бп 1,2 + 0,24 = 22,7 кОм. Входное сопротивление каскада Rb + hl] 2,5 + 0,14 Выходное сопротивление К ых = -------Е— * ^ = 1,97 кОм (Ац = 0,3 -10-6 См). "^ к^ 22 + Уравнение динамической линии нагрузки Максимальная амплитуда выходного напряжения при 1кт - / кп: ^выхт = /кп = 12 • - -7 -1’3-5 = 9,6В .* п ^ +Лн 1,97 + 1,35 По заданию £/вых m = 9 В. Поэтому сигнал искажаться не будет. Если бы и вых m получилась меньше заданной, надо было бы увели­ чить / кп и расчет повторить. Коэффициенты усиления: к = i k . A i = 5 0 -------I’-9? '1-’.35------= 286; /г,, К + К 0 ,14-(1,97+ 1,35) К, = - А — = 50-----^ ---- = 2 9 ,7 ; RK + RH 1,97 + 1,35 К = К и - К , = 286 • 29,7 = 8485. 36 Потребляемая мощность (мощность, потребляемая делителем, незначительна и ее не учитывают) КПД при Рг = Рн = 30 мВт: Для каскадов, работающих в классе А, это достаточно высокий КПД, близкий к максимально возможному 0,35. 6. Амплитудная характеристика UBblxm= f(U BXm). Это линейное уравнение справедливо до С/выхт = 9,6 В. Дальней­ ший рост напряжения ограничивается тем, что транзистор закрыва­ ется. Следовательно, амплитудную характеристику (рис. 10) можно построить по двум точкам: первая точка - начало координат UBX m = 0, UBblx m = 0; вторая точка- С/выхт = 9,6 В, £/вхт = UBblxm/K u = 9,6/286 = 33,6 мВ. i? = /„ ■ £ /„ = 12-10 = 120мВт. ВЫХ ш ? 1 0 " 5 > о 10 20 Рис. 10 30 40 UBX ш, мВ 37 Пример 4. Коэффициент усиления инвертирующего усилителя равен 20. Усилитель на ОУ К140УД2Б, который имеет следующие основные параметры: напряжение источников питания Еп - ±6,3 В, разность входных токов Д/вх = 0,2 мкА, коэффициент усиления К'и = 3000, максимальное выходное напряжение UBUX m = ±3 В, входное сопро­ тивление R 'вх = 0,3 МОм, выходное сопротивление R'BbIX = 1 кОм. Рассчитать сопротивления резисторов схемы для получения за­ данного коэффициента усиления, определить входное и выходное сопротивления усилителя с обратной связью и максимальную ам­ плитуду входного синусоидального сигнала, при которой не будет заметных искажений выходного сигнала. Сопротивлением нагрузки пренебречь. Решение. Схема инвертирующего усилителя на ОУ приведена на рис. 11. Параметры ОУ приведены в прил. 6. 1. Для инвертирующего усилителя на ОУ входное сопротивле­ ние i?BX = R], Чтобы не загружать источники сигнала, величину R\ Принимаем R\ = 5 кОм, тогда AIBX-R\ = 0,2-5 = 1 мВ « UBX шш = 10 мВ. Сопротивление обратной связи Ri 100к — /, +6.3В желательно иметь большой. Но падение напряжения на R\ от разностного тока Д/вх воспри­ нимается усилителем как сиг­ нал. Чтобы отстроить эту по­ меху от полезного сигнала, на­ до иметь AIBX-R{ значительно меньше, чем t/BX min-вх i * -----= 50 кОм. 0,2 R 2 = K u R i = 2 0 - 5 = 100 кОм. 38 Для уравнивания входных токов ОУ по обоим входам в цепь не­ инвертирующего входа включают резистор R - R 2 5 100 , Л R3 = —-— - = ------------= 4 ,76 кОм. Я ,+ Д 2 5 + 100 2. Входное сопротивление инвертирующего усилителя на ОУ с обратной связью RBX = R, = 5 кОм. Выходное сопротивление 1 + у 1 + 1 0 0 / " К ш ■ = 1 0 0 0 - - ^ 5 . = 0 ,007 к О и = 7 Ом. 3. Амплитуда выходного сигнала не может быть больше макси­ мального выходного напряжения (для данного типа ОУ - 3 В). По­ этому максимальная амплитуда входного синусоидального сигнала составит U 3 Ув и = - “ - = — = 0 ,15В . К и 20 Пример 5. Параллельный сумматор для реализации операций UBUX = lOUi + + U2 - 2U3 - 5U4 выполнен на ОУ К140УД8А, который имеет сле­ дующие основные параметры-, напряжения источников питания Еп = ± 15 В, максимальное выходное напряжение £/вых m = ±-10 В, коэффициент усиления К'и = 50000. Сопротивление обратной связи равно 40 кОм. Определить сопротивления резисторов во входных цепях схемы и максимальную величину входного единичного на­ пряжения U. 39 Решение. Схема параллельного сумматора для реализации заданной функ­ ции приведена на рис. 12. Число неинвертирующих входов соответ­ ствует числу положительных, а число инвертирующих - числу от­ рицательных членов функции. 1. Выходное напряжение параллельного сумматора НС Лб |---- 0 £^вх4 0---[ |----0 в^хЗ 0---[ Н 9 £4x2 0---[ | 0—[ R* J— К140УД8А Р+15В Рис. 12 где KiH, UiH, Kjи, С/ги - коэф­ фициенты усиления (весо­ вые коэффициенты) и вход­ ные напряжения по каждо­ му из неинвертирующих и инвертирующих входов: К - Кж К ' ~ Т ' где Roc - сопротивление обратной связи (резистор i?5); Ri - сопротивление в цепи данного входа. По заданному значе­ нию R$ и весовым коэффициентам входов (К\ = 10, К2 = 1, = 2, Ка = 5) определяем D i?5 40 . _ R, = — ^ = — = 4 кОм, 1 К х 10 R-, = — = — = 40 кОм, к 2 к , 1 40 = 20 кОм, _ 40 _Я, = — = — = 8 кОм. 4 К л 5 Для нормальной работы сумматора надо уравнять сопротивления по обоим входам. В противном случае входные токи ОУ вызовут на них неодинаковое падение напряжений и на входе ОУ появится раз- 40 ностный сигнал, который будет им усилен. На выходе будет £/вых при отсутствии и йХ. Входное сопротивление по инвертирующему входу R„ ~ R 3 + R4 + R5 ~ 20 + 8 + 40 ~ 4 0 : RH = 5 кОм, по неинвертирующему входу R = - 1' R*. = - 1 ^ . = 3 6 кОм, Ди > Д н. 4 + 40 и Чтобы выровнять входные сопротивления параллельно инверти­ рующему входу, надо включить резистор R6 так, чтобы R — ^6 ' *и . *б + *„ R = A : А . = = 12,9 кОм. Ra - R H 5 - 3 ,6 2. Выходное напряжение при выполнении данной операции UBbK = = 1QU+ U —2 U -5 U = 4U. При максимальном выходном напряжении ОУ 10 В единичное входное напряжение (равное по всем входам) U = — ш = — = 2,5 В. 4 4 3. При единичном входном напряжении 100 mB J7bx1 = {/вх2 = UBX3 = = в^х4 =100 мВ. Доля выходного напряжения за счет первого входа в^ых1 = В Д х ! = 10-100 = 1000 мВ. Для других входов С/ВЫх2 = -&2 в^х2 = = 1-100 = 100 мВ, и вых3 = -K 3UBX3 = -2-100 = -200 мВ, С/вых4 = = - В Д ВХ4 = -5 • 100 = -500 мВ. Выходное напряжение сумматора = в^ых! + ^ «* 2 + ^ выхз + ^ 4 = 1000 +100 - 200 - 500 = 400 мВ. 41 Пример 6. Работа механизма контролируется по N параметрам, которые мо­ гут принимать два значения 0 или 1. Количество параметров и их нормальное значение задано десятичным числом 341. При несовпа­ дении хотя бы одного из параметров механизм отключается. Соста­ вить схему управления механизмом, используя логические элемен­ ты ЗИ-НЕ, ЗИЛИ-НЕ. Решение. 1. Заданное десятичное число 341 преобразуем в двоичное: 101010101. Следовательно, механизм контролируется по 9 парамет­ рам (двоичное число имеет 9 разрядов). Нормальное значение пара­ метров: Х 9 = l ,X g = 0,Х7 = 1,Х6 = 0,Х5 = 1,Х4 = 0,Х3= 1,Х2 = 0, JST, = 1. 2. Таблица истинности. Логическая функция зависит от 9 аргу­ ментов. Следовательно, таблица истинности (табл. 20) должна со­ стоять из 512 наборов. Только для одного заданного набора функ­ ция равна 1. Поэтому нет смысла приводить все наборы. Ограни­ чимся для примера только пятью. Таблица 20 Х9 х 8 X] х 6 х 5 х 4 Хз Х 2 X, F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 3. Логическая функция. При составлении логической функции по таблице истинности через минтермы F = Y * F l- m i, где Ff, mi - значение функции и минтерм, соответствующие г-й стро­ ке. Минтерм - это произведение (конъюнкция) всех переменных 42 составляющих строки. Переменные входят в произведение в пря­ мом виде, если их значение в строке 1, и в инверсном, если их зна­ чение 0. Так как F = 1 только для одной строки, то логическая функ­ ция будет содержать только один минтерм: р = х г Т 2 - х 3 - Т 4 - х 5 - Т 6 - х 7 - Т &- х 9. 4. Преобразование логической функции в соответствии с дан­ ными элементами. Используемые логические элементы выполняют следующие функции: ЗИ-НЕ Fx= X , - X 2 - X з, ЗИЛИ-НЕ F2 = X , + Х 2 + Х 3. Преобразуемая функция F содержит 9 переменных, а у каждого из логических элементов можно использовать не более 3 входов. Поэтому надо произвести декомпозицию функции F, т.е. предста­ вить ее в виде набора функций Fi и F2, каждая из которых должна содержать не более 3 переменных. Подобные преобразования про­ водят, используя законы и теоремы алгебры логики. Применив за­ кон ассоциативности (прил. 7), исходную функцию представим в следующем виде: F = x r T 2 - x 3 - T 4 - x 5 - T 6 - x 7 - T &- x 9= = ( х г Т 2 - х 3) - Щ - х 5 - Т 6п х 7 - Т , - х 9). Выполнив операцию двойного отрицания каждого члена и ис­ пользуя теорему де Моргана (см. прил. 7), получим F = ( X l - X 2 - X 3 ) - ( X 4 - X 5 - X 6) - ( X 7 - X s - X 9) = = ( x } - T 2 - x 3 ) + ( x 4 - x r T 6) + ( x 7 - T s - x 9). В такой форме функция F может быть реализована на заданных элементах. Инверсию Х 2, Х4, Х6, Х% можно выполнить на элементах 43 И-НЕ или ИЛИ-HE, объединив их входы. Схема соединения эле­ ментов представлена на рис. 13. Для реализации схемы требуется 8 логических элементов (5 эле­ ментов ЗИЛИ-НЕ и 3 элемента ЗИ-НЕ). При другом методе деком­ позиции функции F число логических элементов можно уменьшить. Например, исходную функцию можно представить так: ={Хх х3 -JQ1X,-М Ъ + Л +JQIX +х^хЖ Щ Щ +К В таком виде ее тоже можно реализовать на заданных элементах. Схема соединения логических элементов приведена на рис. 14. 44 В схеме использовано только 4 логических элемента (2 элемента ЗИ-НЕ и 2 элемента ЗИЛИ-НЕ). Такая схема более экономична и обладает большим быстродействием. Поэтому при проектировании всегда стараются оптимизировать схему. Для проверки работы схе­ мы на входах Х \...Х 9 указаны значения переменных и значение функции. Легко проверить, что при любом другом наборе F = 0. Пример 7. Разработать комбинационное устройство с 4 входами, дающее на выходе F = 1 при подаче на входы чисел 2, 3, 10, 11 в двоичном ко­ де. При подаче на входы других чисел F= 0. Решение. В двоичном коде числа 2, 3, 10, 11 записываются 0010, 0011, 1010 и 1011 соответственно. Составляем таблицу истинности (табл. 21). Таблица 21 *3 *2 * *0 F 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1- 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 Запишем логическую функцию и преобразуем ее согласно тож­ дествам и законам алгебры логики (см. прил. 7): 45 F = X 3 -X2 -X, -X 0 + Z 3 X, -X ,- x 0 + x 3- x 2 - x x -X0 + X 3 -X 2 -X, • Jf0 = = T 2 - x r ( T 3 - x ~0 + T 3 - x 0 + x 3 - T 0 + x 3 - x 0) = T 2 - x x. Последнее выражение соответствует элементу «Запрет Х2» (прил. 8). Схему нужно реализовать в заданном базисе. Наглядный и простой способ решения - графический с помощью карт Карно (рис. 15). Минтермы, соответствующие двум соседним (в столбце или ряду) клеткам карты Карно, отличаются значениями только одной переменной. Поэтому дизъюнкция этих минтермов дает одну импликанту, в которой исключена переменная, имеющая взаимоинверсные значения. На карте Карно графически объединяют клет­ ки, представляющие одну импликан- Ту. Такое объединение клеток эквива­ лентно выполнению операции склеи­ вания минтермов (см. прил. 7) и по­ зволяет получить более простое вы­ ражение логической функции. ХзХг 00 01 11 10 11 lj Ц - 1 Рис. 15. Карта Карно Правила объединения клеток: 1. Объединяются две соседние клетки в столбце или ряду, четы­ ре соседние клетки, составляющие квадраты. 2. Объединяются клетки или пары клеток, крайние в столбцах или рядах. 3. Объединяются полные столбцы или ряды, пары рядом распо­ ложенных столбцов или рядов, а также крайние столбцы или ряды на карте. 4. Для функций пяти или шести переменных объединяются клет­ ки, пары соседних клеток, квадраты, столбцы, ряды, пары соседних столбцов или рядов, расположенные симметрично относительно вер­ тикальной или горизонтальной оси карты Карно. Применяем правило 2 для решения данной задачи. Объединяя пары клеток, занятые 1, получаем функцию F = X 2 - Х х. 46 Пример 8 . Разработать дешифратор, работающий на семисегментный инди­ катор с общим катодом. Индикатор показывает последовательно символы HELP. Решение. Дешифратор - комбинационное устройство, вырабатывающее на выходах сигналы высокого или низкого уровня. Состояние на вы­ ходах определяется комбинацией входных (адресных) переменных. Сигналы поступают на соответствующие сегменты знакового инди­ катора. Для индикатора с ОК на сегменты, которые должны све­ титься, подают сигналы высокого уровня. Для индикатора с ОА - сигналы низкого уровня. Работа разрабатываемого дешифратора на индикатор с ОК при­ ведена в таблице истинности (табл. 22), заполненной на основании состояний индикатора (рис. 16). Два входных сигнала обеспечивают 4 возможных состояния знакового индикатора. Таблица 22 Символ Входы Выходы X, Х0 F0 F\ F2 Fi F, F5 F6 Я 0 0 0 1 1 0 1 1 1 Е 0 1 1 0 0 1 1 1 1 L 1 0 0 0 0 1 1 1 0 Р 1 1 1 1 0 0 1 1 1 » £ > € > - £ > t l / / ^ А / л А Рис. 16. Состояния индикатора 47 Запишем логические функции для каждого выхода и преобразу­ ем их согласно тождествам и законам алгебры логики (см. прил. 7): F 0 = T l - X 0 + X l - X 0 = X 0 - ( X , + X , ) = X 0; f 2 = Т г - Т 0 = x ^ Y 0 ; f , = x x - Y q + Y , - x 0 = x x ® x , - F ^ F ^ Y ^ Y . + Y ^ X . + X ^ Y . + X . - X ^ V , F6 = Y l -Y 0 + Y ] - x 0 + x r x 0 = Y l -(Y 0 + x 0) + x 0 -(Y l + x i) = Y l + x 0. Схема устройства показана на рис. 17. Схему нужно реализовать в заданном базисе (см. прил. 8). Рис. 17. Схема дешифратора с индикатором Пример 9. Составить схему суммирующего параллельного счетчика с мо­ дулем счета Кс = 7 на основе Ж-триггера (микросхема К155ТВ1). 48 Решение. Счетчик - устройство, предназначенное для подсчета числа им­ пульсов, поступивших на его вход, и хранения результата счета в двоичном коде. Основным параметром счетчика является модуль счета Кс - максимальное число импульсов, которое может быть подсчитано устройством. После поступления Кс импульсов счетчик должен возвратиться в исходное состояние. Значение Кс равно чис­ лу устойчивых состояний счетчика: Кс — 2т, где т — число разрядов (триггеров). При К0 =7 т - 3, так как 22 = 4 < Кс = 1 < 23 = 8. Суммирующий счетчик выполняет прямой счет, при поступле­ нии на вход очередного импульса число на выходе счетчика увели­ чивается на единицу. Вычитающий счетчик уменьшает выходной код на единицу, т.е. производит обратный счет. Реверсивный счет­ чик может работать в режимах прямого и обратного счета. В параллельных счетчиках считываемые импульсы подаются од­ новременно на синхровходы С всех триггеров. Проектирование та­ ких счетчиков базируется на словарном методе (табл. 23). Таблица 23 Словарь переходов триггеров Fq RS JK Т DS R J к 0 0 X 0 X 0 0 1 X 0 X 0 0 1 А 1 0 1 X 1 1 V 0 1 X 1 1 0 Примечание'. X - любой сигнал; 0 - низкий уровень сигнала; 1 - высокий уровень; Д - переход из состояния 0 в 1; V - переход Из состояния 1 в 0. Микросхема К155ТВ1 представляет собой Ж-триггер со входа­ ми R, S, ЗИ-J, 3И-К, С и выходами Q и Q . Триггер переводится в новое состояние по отрицательному фронту (спаду) синхроимпуль­ са С. Для предварительной установки заданного числа используют 49 входы установки S, для перевода счетчика в исходное состояние - входы сброса R. Для реализации заданного счетчика требуется не менее т = 3 триггеров. При 2 т - К с = 1 состояние будет избыточным. Используя таблицу состояний счетчика (табл. 24), находим функции перехо­ дов F0 для каждого разряда, карты которых даны на рис. 18, а. Таблица 24 Состояние счетчика с К с = 7 Состояние счетчика Состояние до прихода импульса Состояние после прихода импульса Функции перехода Qi Q" to 0 a Qi п п + ] Qo F 0 2 Foi Foo So 0 о 0 0 0 1 0 0 А 5, 0 0 1 0 1 0 0 А V s 2 0 1 0 0 1 1 0 1 А S3 0 1 1 1 0 0 А V V s< 1 0 0 1 0 1 1 0 А Ss 1 0 1 1 1 0 1 А V s6 1 1 0 0 0 0 V V 0 а) Fgi Fq\ F qo 6160 ч S i 2 o QiQo 0,1 \ 00 01 11 10 Qi Ч 00 01 11 10 Ог Ч 00 01 11 10 0 А 1 0 A V 1 0 A V V A 1 1 1 х V 1 A X V 1 A V X б) Ji Jo ч 6160 6160 . QiQo Q.I Ч 00 01 11 10 б г Ч 00 01 11 10 9 / О О 01 11 10 0 1 0 1 X X 0 1 X X 1 1 х X X X 1 1 X X 1 1 X X Кг К , Ко 6160 e iS o Й 160 Ог \ 00 01 11 10 С?2 Ч 00 01 11 10 Qi 4 00 01 11 10 0 X X X X 0 X X 1 0 X 1 1 X 1 X 1 1 X X X 1 1 X 1 X X Рис. 18. К арты Карно: а - для функций перехода Fq, б - для функций входов J h K 50 С помощью словаря переходов (см. табл. 23) получаем карты Кар­ но для функций входов J и К триггеров в каждом разряде (рис. 18, б). После минимизации функции входов имеют вид J г = Q i ' Qo j J i - Q q ' i J o = Q i + Qi > * 2 = 0 ,; * 1 = Qo + 0-2 ’ k 0 = l. Схема счетчика показана на рис. 19. / ------------------------ Выходы ~\ % Ог -tys -Е 1-Е & j & к Вход Сброс 0 — То -с5~S -Е Г ■€ & к -$~s Т -£ & j ~с & к Тг Q- Рис. 19 51 Для проверки работоспособности схемы строится ее временная диаграмма (рис. 20). 1 2 3 4 5 6 7 во & Qi t Рис. 20 Пример 10. Составить схему суммирующего кольцевого счетчика с модулем счета Кс = 9 на основе триггеров К155ТМ2. Начертить временную диаграмму работы счетчика. Решение. Кольцевые счетчики являются разновидностью параллельных. Счетные импульсы подаются на входы всех триггеров, но счет ве­ дется в коде Джонсона. В связи с этим количество триггеров при модуле Кс должно быть Кс < 2т. При Кс = 9 т = 5 и < 2 • 5 = 10. Таблица состояния триггеров имеет следующий вид (табл. 25): 52 Таблица 25 Импульс Q^ Qi бз 04 Qs 0. йг 04 Qi и п + 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 3 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 4 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 5 1 1 1 1 0 1 I 1 1 1 6 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 7 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 8 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 9 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 10 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 Как видно из табл. 25, при нечетном Кс одно из состояний счет­ чика оказывается избыточным и его надо исключить. Обычно ис­ ключают состояние Q\ = Q2 = Q3 = Q4 = Qs = 1- Для этого надо за счет связей между триггерами перевести Т\ в состояние Q\ = 0 при поступлении пятого импульса. Триггеры К155ТМ2 представляют собой D-триггеры со входами S , R , D, С и выходами Q и Q . Счетные импульсы подаются на синхровходы триггеров. С приходом синхроимпульса D-триггер переходит в состояние, определяемое сигналом на D-входе. Он сра­ батывает по переднему фронту импульса. Для установки нуля счет­ чика (сброс) подается 0 на объединенные входы R всех триггеров. Из приведенной таблицы состояний видно, что триггеры должны включаться один за другим и в таком же порядке отключаться. По­ этому выход Q каждого предыдущего надо соединить со входом D последующего. На входе первого триггера Т\ высокий уровень должен поддер­ живаться до прихода четвертого импульса. Тогда после первого им­ пульса Г] перейдет в состояние Q\ - 1 и оно изменится только после пятого импульса. Для этого можно использовать выходы Q тригге­ ров Г4 и Г5, у которых после четвертого импульса Q4 = 1 или Q5 - 1. Соединив Q4 и Qs с D\ через элемент 2ИЛИ-НЕ, получают желае­ мый результат. 53 Схема счетчика приведена на рис. 21. Для проверки работы счет­ чика строим временные диаграммы (рис. 22). Рис. 22 Подачей низкого уровня на объединенные входы R переводят все триггеры в состояние Q = 0. Так как g 4 = 0 и g 5 = 0, на выходе схемы 2ИЛИ-НЕ устанавливается высокий уровень, который и по­ дается на вход D\ триггера 7\. При поступлении первого импульса Т\ устанавливается в со­ стояние Q\ = 1. Остальные остаются в состоянии Q = 0, так как на входах D = 0. Второй импульс переводит в состояние Q = 1 триггер Т2, у которого на входе D2 = Q\ = 1. 54 Когда приходит четвертый импульс, меняется состояние Г4 (Q4 = 1) и на входе Т\ А = 0. Пятый импульс устанавливает Т5 в состояние Qs = 1 (У него Z?5 = 1), а Т\ - в состояние g i = 0. Девятый импульс переводит счетчик в состояние 00000. Пример 11. Составить схему последовательного суммирующего счетчика с модулем счета Кс = 17 на основе триггеров К155ТВ1. Построить временную диаграмму работы схемы. Решение. При модуле счета Кс > 10 в схемах параллельных счетчиков уве­ личивается количество дополнительных элементов и усложняются связи между триггерами, а в кольцевых счетчиках требуется боль­ шее число триггеров. При таких модулях более простой оказывает­ ся схемная реализация последовательных счетчиков. В последовательных счетчиках счетный импульс подается толь­ ко на вход первого триггера, который играет роль двоичного счет­ чика младшего разряда. С выхода первого триггера сигнал поступа­ ет на счетный вход второго и т.д. Каждый триггер осуществляет счет импульсов в своем разряде. Количество триггеров в счетчике должно удовлетворять условию Кс - 2т. При Кс = 17 и т = 5 Кс < 25 = 32. Таблица состояний триггеров имеет следующий вид (табл. 26). Таблица 26 Импульс е. Q i вз Q* Qs е. 02 вз в * в5 п п + 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 4 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 5 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 6 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 7 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 8 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 9 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 10 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 55 Окончание табл. 26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 12 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 13 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 14 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 15 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 16 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 17 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 18 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 19 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 32 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 Как видно из табл. 26, счетчик из 5 триггеров имеет 32 устойчи­ вых состояния. При Кс = 17 должно быть исключено 15 избыточных состояний. После семнадцатого импульса счетчик из состояния 00001 должен перейти не в состояние 10001, а в исходное состояние 00000. Это осуществляется подачей на объединенные установочные вхо­ ды R сигнала от комбинационной схемы, на выходе которой появ­ ляется низкий уровень, когда счетчик достиг состояния 00001. Схема счетчика приведена на рис. 23. Выход 56 Рис. 23 При переходе Т5 в состояние Qs = 1 на один из входов элемента 2И-НЕ подается высокий уровень. При подаче семнадцатого им­ пульса на выходе у него появляется низкий уровень, который пода­ ется на входы R , и все триггеры переходят в состояние Q = 0. Временные диаграммы приведены на рис. 24. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4Г г П Г П П Р Г г г г г п п п п г f] г п п. — / / . . . . . £[ tt . _____ . _ п t Рис. 24 Так как каждый триггер работает в счетном режиме, то он пере­ ходит в новое состояние по спаду управляющего импульса, кото­ рым служит входной сигнал предыдущего триггера. Благодаря эле­ менту 2И-НЕ после семнадцатого импульса счетчик возвращается в исходное положение. Надо отметить, что считывание двоичного числа должно, как все­ гда, проводиться от старшего разряда к младшему, т.е. от выхода Qs к выходу Q\. Например, после прохождения 10 импульсов показа­ ния счетчика будут 01010, что составит 0 ■ 24 + 1 • 23 + 0 ■ 22 + 1-21 + + 0 • 2°= 10. 57 1. Горбачев, Г.Н. Промышленная электроника: учебник для вузов / Г.Н. Горбачев, Е.Е. Чаплыгин. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 320 с. 2. Забродин, Ю.С. Промышленная электроника: учебник для ву­ зов / Ю.С. Забродин. - М.: Высшая школа, 1982. - 496 с. 3. Расчет электронных схем. Примеры и задачи / Г.И. Изъюрова [и др.]. - М.: Высшая школа, 1987. - 335 с. 4. Опадчий, Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): учебник для вузов / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гу­ ров. -М .: Горячая линия - Телеком, 2005. - 768 с. 5. Гусев, В. Г. Электроника и микропроцессорная техника: учеб­ ник для вузов / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. - М.: Высшая школа, 2005. - 790 с. 6. Прянишников, В.А. Электроника: полный курс лекций / В.А. Пря­ нишников. - СПб.: КОРОНА принт, 2004. - 415 с. 7. Титце, У. Полупроводниковая схемотехника / У. Титце, К. Шенк; пер. с нем. - М.: Мир, 1982. - 512 с. 8. Галкин, В.И. Полупроводниковые приборы: справочник / В.И. Гал­ кин, А.Л. Булычев, В.А. Прохоренко. - Минск: Беларусь, 1987. - 285 с. 9. Цифровые интегральные микросхемы: справочник / М.И. Бо­ гданович [и др.]. - Минск: Беларусь, 1991. - 493 с. 10. Аналоговые интегральные микросхемы: справочник / А.Л. Бу­ лычев [и др.]. - Минск: Беларусь, 1993. Литература 58 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИЛОЖЕНИЯ Предельные параметры некоторых выпрямительных диодов и столбов Тип Средний выпрям­ленный ток, А Допустимое обрат­ ное напряжение, В Диапазон температур, °С КД105Б 0,3 400 -60 .,.+ 55 КД105В 0,3 600 -60 ...+ 55 КД105Г 0,3 800 -60 ...+ 55 КД209А 0,7 400 -60 ...+ 55 КД209Б 0,7 600 -60 ...+ 55 КД208А 1,5 100 -40 ...+ 85 КД206А 10,0 400 -60 ...+ 70 КД206В 10,0 600 -60 ...+ 70 Д302 1.0 200 -60 ...+ 50 ДЗОЗ 3,0 150 -60 ...+ 50 Д304 5,0 100 -60 ...+ 50 Д305 10,0 50 -60 ...+ 50 КЦ106А 0,01 4000 -60 ...+ 85 КЦ106Б 0,01 6000 -60 ...+ 85 КЦ106В 0,01 8000 -60 ...+ 85 КЦ106Г 0,01 10000 -60 ...+ 85 КЦ201А 0,1 2000 -60 ...+ 85 КЦ201Д 0,5 10000 -60 ...+ 85 59 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Параметры сглаживающих фильтров Тип фильтра Коэффициент сгла­ живания фильтра Условия эффектив­ ной работы Емкостный Sc =ma>RHC\ 1 тсоС. « К Индуктивный s L = - mwL, К mcoL, » RH Г-образный LC-фильтр Sr = SL -Sc = m2co2C.LФ Ф то}Ьф> (5 ...Щ -Н и ^ - < ( 0 ,1 . .Д 2 ) Л тооС* Я-образный LC-фильтр l

= 2 л / , ; R„ - сопротивление нагрузки. 60 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 k, мА Входные и выходные характеристики транзисторов МП25, МП25А, МП25Б Германиевые высоко­ вольтные р-п-р транзисто­ ры предназначены для ра­ боты в усилителях и гене­ раторах. Корпус металлический, масса не более 2 г. £Акпъ В: 40, при Рн < 100 мВт - 60, /хт, мА - 300, Ркт, мВт-2 0 0 , Тт,° С - + 70. с/ЭБ,в /к, мА 61 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Параметры некоторых транзисторов Транзистор Л^сэдопэ В -^ кдоп) мА Рк дот мВт h\u кОм h21 2^2, мкСм п-р-п ГТ122А 35 20 150 0,2 30 4 ГТ122Б 20 20 150 0,2 40 4 КТ215Г 40 50 50 0,9 80 3 КТ215Д 30 50 50 0,9 80 3 КТ315А 25 100 150 0,14 50 0,3 КТ315В 40 100 150 0,14 50 0,3 КТ358В 15 30 100 0,12 100 0,3 ГТ404А 25 500 300 0,15 50 2,5 ГТ404В 40 500 300 0,15 100 2,5 КТ503А 40 150 350 од 80 0,5 р-п-р КТ203А 60 10 150 0,3 30 0,5 КТ203Б 30 10 150 0,3 60 0,5 КТ361А 25 50 150 0,1 50 3 КТ361Б 20 50 150 0,1 150 3 КТ361В 40 50 150 0,1 100 3 КТ501А 15 300 350 0,1 40 0,3 КТ501Г 30 300 350 0,1 40 0,3 ГТ115А 20 30 50 0,2 50 0,5 ГТ 15Б 30 30 50 0,2 60 0,5 Примечание: для германиевых транзисторов принять напряжение база- эмиттер в режиме покоя 0,5 В, для кремниевых - 1 В. 62 т И к « *о ч К Рч с Н аг ру зк а 5 - (N CNСПЮVO40 NO Г-lO U 99‘0 I 0 ,6 67 ] woCN о' 10 ,05 7 | I 0 ,0 57 : г-W">О, о" 0,0 57 j •е 3* \п o' о\ о" ON o' г- 1 2,3 4 | V)СП f—I v^>СП г-Н 1> i В ен ти ли 3 t I/Oо" wo о' I 0,3 33 | I 0,3 33 | 1 0,3 33 | 1 0. 16 7 0, 16 7 й 2 СПСП г-•п ONО 04 1 1,0 45 | i/o-З"о л ! 2, 09 2, 09 Т ра нс ф ор м ат ор §Со OnО^ СП 00 СПCN1/0СП 1 1,0 45 | wo -г*Ол W0WO •^н NO(N Г—< S! '•© *“-4 (N I-н 40 о -чГ о' | 0 ,8 17 1 о о" 00 o ' 0, 40 5 Ч>,fN 1,5 7 1 wo00 о ' i-н Г ' Г-*1Г) о Л 1 0, 81 7! г -Tj- о" ''fr о" 0, 29 1 2,2 2 | 1-н Г-Н wo •У000 о" |0 ,4 2 7 | o ' t> о" 0, 85 5 В ы пр ям ит ел ь О дн оп ол уп ер ио дн ы й | | Н ул ев ой (со ср ед не й то чк ой ) ] М ос то во й | Н ул ев ой (со ср ед не й то чк ой ) | М ос то во й (Y /Y , Д /Y ) | М ос то во й (Л /Д , Y /Д ) | Ш ес ти фа зн ы й ну ле во й Дв ой но й с ур ав ни те ль ны м ре ак то ро м Ч ис ло ф аз О дн о­ ф аз ны й Т ре х­ ф аз ны й £ * з I I g I l s & 8 a M g § = 1 1 g g e ^ | g ! a , 3 « t r s ^ - D ' g « B & s a s « s « sо 4 g 4 g g , a . 2I I I йo > I , i i S ' в - « - I . - o - ® 63 ГТ122А, ГТ122Б, ГТ122В, ГТ122Г /Б> мА Германиевые п-р-п тран­ зисторы предназначены для усиления и генерирования низкочастотных колебаний. Корпус металлический, масса не более 2 г. т, В. ГТ122А-35; ГТ122Б-Г -2 0 ; /к ш? мА 20, Ркт, мВт - 150; Г “С -+ 70 . /к, мА 64 Кремниевые п-р-п тран­ зисторы предназначены для работы в схемах усиления и генерирования колебаний. Корпус пластмассовый, масса не более 0,18 г. f/кэ Ш? В . КТ315А-25; КТ315Б-20; КТЗ 15В-4 0 ; КТ315Г-3 5 ; КТ315Е - 35; /кт, мА - 100; Ркга, мВт - 150; Тт °С -+100. КТЗ15А, КТЗ15Б, КТЗ15В, КТЗ15Г, КТЗ15Е /к, мА 4 мА 65 КТЗ01 А, КТЗ01 Б, КТ301В, КТ301Ж / б , м А Кремниевые п-р-п тран­ зисторы предназначены для усиления и генерирования колебаний. Корпус металлический, масса не более 0,5 г. и ют, В: КТЗ01 А, КТ301Ж - 20; КТ301Б, КТ301В -3 0 ; /к ш? мА 10, Ркт, мВт - 150; Г °С -+85. /к , мА 66 Н ек от ор ы е па ра ме тр ы оп ер ац ио нн ы х ус ил ит ел ей се ри и 14 0 а * Си m (N CS § *§3 § s 8 g « н Г- 1-н o' o' o' ^ О SB« оX CD g я S i О „ Си <и 5 §О S о 40 rf сп o' o' o' со o^ o' ^ £я > >> rfr « « £>>о о « 67 ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Аксиомы и законы алгебры логики Аксиомы (тождества) 1 + х = 1 0-х = 0 0 + х = х 1-х = х х + х - х х -х = X х + х = 1 х- х = 0 х = х х\ + х, • Х 2 - х\ + Х г Операция склеивания Х \ • X j +JC] • х2 = Х \ Законы коммутативности X] + Х г = Х 2 + Х \ X] • Х 2 = х2 ■ X] Законы ассоциативности Х\ + х2 + хъ = Х \ + (х2 + Хз) х 1 -х2 -х3 = х 1 -(х2 -х3) Законы дистрибутивности X] ■ (х2 + Х 3) = (xi • Х 2) + (Х! • Хз) XI + (х2 • Хз) = (Xi + Х2) • (X! + Хз) Законы дуальности (теоремы де Моргана) Х 1 + Х 2 = Х 1 ' Х 2 Х1-Х2 = Х1 + ЗГ2 Законы поглощения Xi+X i'X2=Xi Xi • (xi + Х 2) — Х \ 68 ПРИЛОЖЕНИЕ 8 Реализация логических элементов Тип элемента Условное изображение Таблица истинности О О Вариант реализации (на элементах 2И-НЕ) Элемент НЕ (инвертор) 1 Элемент И (конъюнк- тор) & х г х 2 x t - х2 & & I V х Элемент ИЛИ (дизъюнк- тор) х,+х2 Х\ + х2 хГС ^5 &с & + х, Элемент И-НЕ (элемент Шеффера) & *Г*2 & Элемент ИЛИ-НЕ (элемент Пирса) Х,+Х2 Xi +х2 Запрет х 2 & ХГ*2 х х- хг Импликация О Т Х2 К JCj xi +xl Xl+X2 & ( Х + Х 2 Исключаю­ щее ИЛИ (неравно­ значность, сложение по модулю 2) Равнознач­ ность (экви­ валент­ ность) =1 *l®x2 x t~x2 Х\ ® х 2 X1 ~хг 69 Содержание Задания к контрольным работам..................................................... 3 Типовые расчеты к задачам................................................................ 23 Литература............................................................................................ 58 ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................................... 59 Учебное издание БЛАДЫКО Юрий Витальевич ЖУКОВСКАЯ Татьяна Евгеньевна ЭЛЕКТРОНИКА Методическое пособие к выполнению контрольных работ по дисциплинам «Электроника», «Электротехника и электроника», «Электроника и микропроцессорная техника», «Электроника и информационно-измерительная техника» Редактор Н.В. Артюшевская Компьютерная верстка НА. Школьниковой Подписано в печать 16.10.2008. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Гарнитура Таймс. Уел, печ. л. 4,13. Уч.-изд. л. 3,23. Тираж 300. Заказ 753. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0131627 от 01.04.2004. Проспект Независимости, 65. 220013, Минск.