3. Преобразователь «напряжение – напряжение». Эквивалентная схема, расчет пнн.

Из-за большого входного сопротивления преобразователя считают, что входы ОУ практически не потребляют ток Uвх0

при стабильная работа

4. Использование шунта постоянного тока и делителя напряжения. Функции, область применения. Ограничения по использованию

Шунтпредставляет собой четырехзажимный резисторR_Ш, который вместе с измерительным механизмом (ИМ), подключенным к его потенциальным зажимам П, при помощи токовых зажимов Т включается в цепь измеряемого токаI_X. Шунт преобразует ток в падение напряжения.

Для постоянного тока уравнение преобразования имеет вид:

Коэффициент деления (шунтирования):

Это позволяет расширять пределы ИМ по току, то есть измерять токи, значительно превосходящие ток, на который рассчитан ИМ:

Шунты изготовляются из манганина и применяются почти исключительно с магнитоэлектрическими ИМ. Применять шунты для электродинамических и других ИМ нецелесообразно, поскольку эти ИМ потребляют относительно большую мощность, что приводит к необходимости иметь значительные , а следовательно и, что приводит к увеличению габаритов и массы шунтов. Применение шунтов на переменном токе приводит к погрешности, обусловленной перераспределением токовипри разных частотах из-за влияния реактивных сопротивлений ИМ и шунта.

Делители напряженияпредназначены для получения определенного соотношения между входным напряжениемU₁и выходнымU₂. Характеризуется коэффициентом преобразования:

Коэффициент деления n=1/S.

Используются делители для расширения пределов измерения приборов с высоким сопротивлением (ламповые и цифровые вольтметры, компенсаторы) и как элементы цепей компенсаторов.

Относительная погрешность делителя: , где‒ отклонения действительных значенийот номинальных.

Различают делители с постоянным входным сопротивлением, в которых переменным является выходное сопротивление (рис.а)и постоянным выходным сопротивлением, при переменном входном (рис.б).

Применяют также делители, позволяющие плавно регулировать коэффициент преобразования – реохорды.

Ограничения в применении резистивных делителей напряжения:

- Номинал сопротивлений делителя должен быть в 100 - 1000 раз меньше, чем номинальное сопротивление нагрузки.

- Малые значения сопротивлений, являющихся делителем напряжения, приводят к возникновению больших токов в делителе. Снижается КПД схемы из-за нагрева сопротивлений.

- Резистивный делитель напряжения нельзя использовать для подключения мощных электрических приборов: электрические машины, нагревательные элементы.

5. Типы оперативных запоминающих устройств. Статические и динамические озу.

В зависимости от способа хранения информации оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) подразделяются на статические и динамические. В статических ОЗУ (SRAM) запоминающими элементами являются триггеры, сохраняющие своё состояние, пока схема находится под питанием и нет новой записи данных. В динамических ОЗУ (DRAM) данные хранятся в виде зарядов конденсаторов, образуемых элементами МОП-структур. Саморазряд конденсаторов ведёт к разрушению данных, поэтому они должны периодически (каждые несколько миллисекунд) регенерироваться. В то же время плотность упаковки динамических элементов памяти в несколько раз превышает плотность упаковки в SRAM.

Статическое ОЗУ

Все элементы памяти (ЭП) заключены в матрице накопителя. Число элементов равно 2ⁿ, где n - целое число. Каждый конкретный ЭП хранит один бит информации и имеет свой адрес, задаваемый n-разрядным двоичным кодом. Для удобства адрес разбивают на две части (обычно одинаковые) - адрес строки и адрес столбца. В итоге получается прямоугольная матрица, содержащая 2^kстрок и 2^mстолбцов. Всего элементов памяти будет 2^k+m. Поскольку число строк и число столбцов значительно больше, чем разрядность двоичного числа, между адресными входами и матрицей элементов памяти ставят дешифраторы, на рисунке обозначенные как дешифратор строк и дешифратор столбцов.

Рассмотрим один из вариантов исполнения элемента памяти статического ОЗУ. Собственно элементом памяти является D-триггер, находящийся на пересечении i-й строки и j-го столбца. Для уменьшения количества выводов микросхем ОЗУ совмещают входы и выходы в них. Поэтому на схеме введен еще и электронный ключ SW. При уровнях лог. 1 на линиях i и j и при подаче сигнала разрешения записи WR=1 (write - записывать), в триггер записывается информация, которая поступает на вход D. При этом шина Вх./Вых. оказывается подключенной к D входу триггера через электронный ключ SW и выполняет функции входа, при снятии сигнала WR ключ подключает к шине Вх./Вых. выход триггера, и эта шина выполняет функции выхода.

Если ОЗУ одноразрядное, то шина Вх./Вых. будет общей для всех элементов памяти. Но чаще ОЗУ многоразрядные и в этом случае на каждой паре линий строка-столбец располагается по nтриггеров иnключей, гдеn-число разрядов, а элемент "И" при этом остается один. Естественно, что каждый из ключей подключается к своей шине Вх./Вых.

Помимо режимов записи и считывания, которые определяются потенциалом на входе WR, существует режим хранения данных, в котором запись и считывание запрещены. Обычно для перевода в режим хранения на вход CS подается уровень лог. 1, для перевода в рабочий режим - лог. 0.

Динамическое ОЗУ

В динамическом ОЗУ функции элемента памяти выполняет конденсатор. Информация представляется электрическим зарядом, к примеру, если есть заряд на конденсаторе, значит в элемент памяти записана лог. 1, нет заряда ‒ лог. 0. Ну а поскольку время сохранения на кондере заряда ограничено (вследствие утечки), необходимо периодически восстанавливать записанную информацию. Этот процесс называется регенерацией. Помимо этого, для динамического ОЗУ требуется синхронизация, обеспечивающая последовательность включений функциональных узлов.

Выбор элемента памяти производится сигналом лог. 1 на шине строки. Транзистор VT2 открывается и соединяет конденсатор С1 с шиной столбца. РШ - разрядная шина. Предварительно через транзистор VT1, который открывается сигналом "Такт (С)", заряжается емкость Сш до напряжения U0. Емкость Сш должна значительно превышать емкость С1.

Элемент памяти динамического ОЗУ проще, чем статического, поэтому объем памяти в динамических ОЗУ выше, чем в статических. Соответственно, при большой разрядности адреса его делят на две части. Первая называется RAS, (row access signal - сигнал выборки строки), вторая – CAS, (column access signal - сигнал выборки столбца). Сигналы RAS и CAS сдвинуты друг относительно друга во времени, сигнал разрешения записи WR должен появляться при введении обеих частей адреса. Одновременно с WR вводится информационный сигнал. В режиме считывания информационный сигнал появляется на выходе с некоторой задержкой, относительно сигнала CAS.