3. Методические указания к контрольным заданиям

Указания предназначены для выполнения практических занятий, контрольных работ и самоконтроля студентов при изучении курса «Элек­тронные цепи и микросхемотехника». Разработаны четыре задания, по­зволяющие проводить практические занятия и контрольные работы. За­дания снабжены пояснениями и примерами выполнения расчётов.

Номера вариантов заданий 1-3 определяются по последней цифре шифра зачетной книжки.

Задание № 1

Рассчитать однофазный двухполупериодный выпрямитель без сгла­живающего фильтра с активным сопротивлением нагрузки, с идеальны­ми вентилями и трансформатором, т.е. без учёта потерь в них. Схема выпрямителя, вид вентилей, средние значения выпрямленного напряжения U_d и тока Id в нагрузке и действующее значение напряжения сети пере­менного тока U1 для каждого варианта указаны в табл. 1. Рабочая температура вентилей для всех вариантов не более 50°С, частота питающего напряжения 50 Гц.

Таблица >

№ вари­анта	Схема выпрямителя	Тип вентиля	Ud в	Id,А	U1, В
I	Дпухполупериод­ная со ср. точкой	Германиевые, кремниевые диоды	400	од	127
2	Мостовья однофазная	Германиевые, кремниевые диоды, мостовой блок	60	0,5	127
3	Двухполупериодная со ср. точкой	Германиевые, кремниевые диоды	1000	0,3	220
4	Мостовая однофазная	Германиевые, кремниевые диоды, мостовой блок	120	0,5	120
5	тоже	тоже	48	0,5	120
6	-	-	36	5	127
7	-	-	110	0,4	220
8	-	-	24	2	127
9	Двухполупериодная со ср. точкой	Полупроводниковые диоды	300	0,2	^1 j 220
0	Мостовая однофазная	Германиевые, кремниевые диоды, мостовой блок	24	0,4	"127

При решении требуется:

1. ориентировочно определить расчетные параметры выпрямителя -среднее Iо и максимальное I0.max значения выпрямленного тока, проходя­щего через каждый вентиль в прямом направлении; максимальное (ам­плитудное) значение обратного напряжения Uобр.max , приложенного к вентилю в непроводящий полупериод; действующие значения токов I1 и I2 и напряжения U2 (при заданном U1) во вторичной и первичной обмот­ках трансформатора; мощность вторичной и первичной обмоток P1, P2 и типовую мощность Р_тр трансформатора; сопротивление нагрузки R_H вы­прямителя;

2. подобрать наиболее подходящий по параметрам тип полупроводникового диода. Изобразить с выбранными диодами схему выпрямителя и временные диаграммы токов и напряжений при работе выпрямителя без сглаживающего фильтра;

3. дополнительно выбрать и рассчитать сглаживающий однозвенный или двухзвенный Г - образный LC - фильтр. Изобразить выбранный фильтр.

Следует обратить внимание на различие формул для расчёта некоторых параметров выпрямителей, собранных по однофазной мостовой схеме, и однофазных двухполупериодных выпрямителей со средней точкой. Так, например, действующее значение переменного тока вторичной обмотки трансформатора в мостовой схеме

I2= 1,11I_d,

а в двухполупериодной схеме со средней точкой

I2= 0,78 I_d

Также различны формулы для расчёта габаритных мощностей вто­ричной и первичной обмоток и сердечника трансформатора. При актив­ной нагрузке в мостовой схеме

P1=P2= Р_тр=1.23 I_d U_d

а в схеме со средней точкой

Р₁=1.74 I_d U_d

Р₂=1.23 I_d U_d

Р_тр=1.48 I_d U_d

При расчёте Г-образного фильтра однофазного двухполупериодного ьыпрямителя учесть, что коэффициент сглаживания для LC - фильтра

К_сгл =ω

где С измеряется в мкФ; L - в Гн; f_сети = 50 Гц. Индуктивность низко­частотного дросселя фильтра следует выбирать не очень большой (до 5- 25Гн), чтобы не увеличивать чрезмерно его габаритные размеры, мас­су и стоимость. Емкость электролитического конденсатора может составлять примерно Ю-г-500 мкФ, при этом расчётное рабочее напряжение

U_p≈1,41U_d<U_ном.

Задание № 2

Провести графоаналитическое исследование режима работы в классе А и определить основные параметры транзисторного усилительного каска-да в схеме с ОЭ при одном источнике питания Е_к с автоматическим сме­щением и эмиттерной стабилизацией рабочего режима, т.е. с последова­тельной отрицательной обратной связью по постоянной составляющей ймиттерного тока, проходящего через Rэ.

Тип биполярного транзистора для каскада выбрать по своему варианту шифра из табл. 2, а семейство статических выходных вольтамперных характеристик и одну входную характеристику при U_кэ = - 5В взять из приложения, рис. П1- П13 (характеристики представлены при темпера­туре 20 ± 5°С). Предельно допустимые параметры транзистора взять из табл. 2 или справочника [14]. Рабочая температура транзистор нахо­дится в пределах 20-30°С.

Требуется определить: К_i, К_u, β, Rвх.каск, Rвых.каск, Rк=Rн , Rб=(R1//R2)_, Rэ, Е_к , С_э, С_р, I_б0, I_к0, I_дел, U_бэ0, U_кэ0, ±U_m.вх , U_m.вых.

Таблица 2

№ вари­анта	Тип транзи­стора	h6 - параметры				Предельные значения
		h11б, Ом	h12б, Ом	h21б, Ом	h2бСм	U В	I, мА	Pдоп мВт
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0	МП42А МП39 МП41 МП113 МПШ МП39Б МП36А П401 МП41А МП25	30 30 35 50 50 32 20 20 25 25	2 1 1 1 0,5 1 5 2 2 3	-0,96 -0,93 -0,97 -0,96 -0,93 -0,96 -0,96 -0,98 -0,98 -0,93	1 1 1 1 1 1 2 2 1 2	15 15 15 10 20 15 15 10 15 15	20 20 20 20 20 20 20 10 20 20	200 150 150 150 150 150 150 50 150 50

Для расчета внутренних физических параметров транзисторов используют следующие приближенные формулы:

rб ≈ h_12б / h_22б = h_11э – (h_12э /h_22б )(1+h_21э );

rэ ≈ h_11б –(h_12б / h_22б)(1+h_21б ) ≈ h_12э / h_22э;

rк ≈ 1/ h_22б ≈ (1 + h_21э ) / h_22э; α ≈ - h_21б = h_21э / (1 + h_21э );

β ≈ α / (1 - α ) ≈ h_21б / (1 + h_21б );

Рекомендуется следующая последовательность решения:

1. Залисать необходимые параметры заданного транзистора, изобразить схему усилительного каскада, объяснить назначение каждого элемента схемы, выбрать значение напряжения источника питания

Eк < Uкэ.max.доп, чтобы

Eк ≈(1, 2 ÷ 1,5) 2 Um.вых

2. Перечертить на миллиметровую бумагу входную характеристику I_б = ƒ (Uбэ)при U_кэ = -5 В и семейство входных вольтамперных характе­ристик I_K = f(U_K9) при 1_б = const, на которых по нескольким точкам по­строить кривую допустимой мощности, рассеиваемой транзистором, Р_к = I_kUk = const (см. табл.2) при нормальной рабочей температуре. Ниже этой кривой из точки U_кэ = Е_к, выбрав наиболее подходящий угол накло­на, пройести нагрузочную линию U_кэ = Ек – 1к (Rk+Rэ), на которой выбрать и отметить положение покоя в режиме класса А и допустимые при этом пределы изменения амплитуды базового тока ± Imax.б, соответствующие максимальному значению входного сигнала. Положение рабочей точки на входной динамической (переходной) характеристике должно соответ­ствовать значению тока 1_б0 при котором выбрана рабочая точка на пере­сечении линии нагрузки и выходной характеристики.

На графиках выходных и входной характеристик изобразить кривые:

ik = Ik0 + Im.k sinωt;

и_кэ = U_кэ0 +U_т.кэ,sin ωt;

iб = Iб0 + Im.б sinωt..

3. По графику определить значения:

Iбо , ± Im.б = 0.5 (Iб.max – Iб.min); Ik0;

± Im.k= 0.5 (Ik.max – Ik.min); Iэ0 = Iб0 + Ik0; U_бэ0;

± U_т.бэ, =± U_т.вх; U_кэ0; ±U_т.кэ=±0,5(Uk.max – Uk.min);

4. Рассчитать:

β ≈ α / (1 - α ); Rэ = (0,2 ÷ 0,3)Е_к/1_э0;

5. Задавшись значением сопротивления резистора R1≈ (2 ÷ 5) rверх.транз, определить:

Iдел = (Iэ0 Rэ + ‌‌‌‌‌‌‌ ׀U_.бэ0 ׀)/ R1;

R2= (Е_к - Iдел R1)/( Iдел + Iбо);

Rk = (Е_к - U_кэ0 - Iэ0 Rэ)/ Ik0

или принять Iдел = (2 ÷ 5) Iбо и найти

R1=( Iэ0 +׀U_.бэ0׀)/ Iдел

Эквивалентное сопротивление базовой цепи для переменной состав­ляющей входного тока

R₆ = R1//R2 = R2 R1/ (R2 +R1) .

Емкость конденсатора при частотной полосе входного сигнала в преде­лах f_H = 100 Гц , f_в = 10 000 Гц определится таким образом:

С_э = 10⁷ /[(1÷2) f_Hπ R_э] ; С_р= 10⁷ /[(1÷2) f_Hπ R_{вх.каск}]

где С_э, С_р измеряется в мкФ. >

Входное и выходное сопротивление каскада:

R_{вх.каск}= R_б //rверх.транз; R_{вых.каск}= R_к/(1+ h_22э R_к)≈ R_к

Коэффициенты усиления каскада без дополнительной внешней нагруз­ки, а также без учёта ЭДС и внутреннего сопротивления входного сиг­нала будут представлены так:

Ki = Iвых / Iвх; К_и = -(βR_K)/R_{вх.каск} ; K_p = KiK_u.

Полезная выходная мощность каскада

Рвых = 0,5U²т.вых / Rk

Полная мощность, расходуемая источником питания,

Р_о = Iэ0 Е_к + I²дел (R1 + R2) + I²б0 R2.

Кпд каскада

ηэ =Рвых 100% /Р₀.

Коэффициент нестабильности каскада по коллекторному току

S=β/(1-βγ)

где коэффициент γ= R_э/(R_э + R_б).

Или S=1-Rб/Rэ.

Задание № 3

Рассчитать усилитель мощности с выходным каскадом, выполненным по схеме двухтактного эмиттерного повторителя (рис.1). Исходными данными для расчёта являются: амплитуда напряжения на нагрузке - U_H (U2; амплитуда тока на нагрузке - Iн(I2) мощность сигнала в нагрузке Р_н; амплитуда входного напряжения U1; сопротивление и ток источника сигнала R_г, I_г; полоса пропускания f_H f_в; коэффициент гармоник К_г.зад Исходные данные выбрать по своему варианту шифра из табл. 3.

рис1

В усилителе с двухтактным выходным каскадом (рис.1) отсутствует напряжение смещения между базами транзисторов VT1, VT2 (VT1 -КТ3102Б; VT2 - КТ3104Б; U₂ ≤ 10B; I₂ ≤ 0.1А), что предполагает работу выходного каскада в режиме В. При этом переходные искажения суще­ственно уменьшаются за счёт использования резистора R3, так как через него протекает ток с выхода ОУ, что при малом сигнале, когда заперты оба транзистора, существенно [15]. При R3 = 0,7/I_{вых.таx.oy} коэффициент гармоник уменьшается до значений, характерных для режима AВ (I_{вых.таx.oy} максимальный выходной ток ОУ).

Таблица 3

№ варианта	Uн,B	Iн, A	U1tB	R2,Ом	ƒн, кГц	ƒв, кГц
1	10	0,05	100	300	20	20
2	8	ОД	30	400	50	12
3	6	0,05	50	100	100	20
4	8,5	од	60	2J0	20	12
5	7	0,05	40	300	50	20
6	6,5	ОД	100	250	100	12
7	9.5	од	80	150	100	35
8	10	од	50	100	20	16
9	8	0,05	40	400	50	18.
0	6		60	300	100	30

Примечание: К_г.зад ⁼ 0,05 для всех вариантов.

Рекомендуется следующая последовател ьность расчёта:

1. Выбрать тип операционного усилителя, исходя из условий:

- входное сопротивление ОУ

Rвx.oy >>Rг или Iвх.оу << Iг;

- максимально возможный коэффициент усиления ОУ в рабочей поло­се частот до ƒв должен быть больше требуемого по заданию

Ки.тах > KuFk , (1)

где F_K - глубина ООС;

- при использовании ОУ с внутренней коррекцией

Ки.тах =f1 /ƒв (2)

где f1 - частота единичного усиления ОУ.

Дня ОУ с внешней коррекцией К_и.тах определяется по амплитудночастотной характеристике. Из выражения (2) можно определить f1 при котором удовлетворяется условие (1) и, следовательно, выбрать тип ОУ.

2. Определить максимальный выходной ток ОУ как

Iвых.max ОУ ⁼ U вых.max ОУ / Rн.min.ОУ,

где Rн.min.ОУ — минимальное допустимое сопротивление нагрузки ОУ.

3. Провести оценку мощности Р_к, рассеиваемой оконечным транзисто­pом. Максимальная выходная мощность при синусоидальном сигнале

Pн.max = E²n / 2Rn

мощность, рассеиваемая на транзисторе

Р_к1 = Р_к2 = Rh E²n /π² ≈ 0,2Рп. max.

4. Выбрать напряжение питания из условия

Е_п= U_H+ Uкэ min,

где Uкэ min - минимальное напряжение на выходном транзисторе, при котором ещё не нарушается линейность характеристик. Обычно Uкэ min = (2 ÷5)В.

5. Выбрать оконечные транзисторы в соответствии с условиями:

2Е_п ≤ Uкэ доn ;Iн≤ I кэ доn ; Рк ≤ Рк. дon ; ƒβ >ƒв ;

где ƒβ - граничная частота усиления транзистора при включении по схеме с ОЭ; Uкэ доn, I кэ доn, Рк. дon -справочные параметры транзисторов.

6. Рассчитать мощность, потребляемую от источника питания:

Рn = Рн. max.+ Рк = 1,2Рн. max

Кпд при максимальном сигнале

η=Р_н/Р_п.

7. Определить амплитуду тока базы транзистора выходного каскада hm =1кт1Р и сравнить с максимальным выходным током ОУ:

Если это условие не выполняется, то необходимо осуществить допол­нительное усиление по току, используя составные транзисторы.

8. Оценить коэффициент гармоник усилителя:

К_г = К_г ,их IF_K < Кг. ,ai ■

Здесь К_{г вых} - коэффициент гармоник выходного каскада, зависящий от режима работы оконечного каскада. Для ориентировочного расчёта вы­бирается Kg = 0,03 для режима АВ; К_г = 0,1 для режима В [15]; F_K - глу­бина ООС; К_г, зад - заданный коэффициент гармоник.

Задание №4

При выполнении задания необходимо учесть следующее.

Задание состоит из 5 задач. В каждой задаче необходимо преобразо­вать исходную схему в соответствии со своим вариантом.

Для того, чтобы определить свой номер варианта, нужно использовать номер зачетной книжки и текущий год. От номера зачетной книжки не­обходимо использовать только трехзначное число, состоящее из трех младших (правых) цифр номера зачетной книжки. От текущего года не­обходимо использовать только двухзначное число, состоящее из двух младших цифр номера года.

При определении своего варианта нужно сложить трехзначное число номера зачетной книжки с двухзначным числом года, затем перевести полученный результат в двоичную систему исчисления. Бели у полу­ченного двоичного числа число значащих цифр оказалось больше 10, то надо отбросить левые разряды, а если число значащих цифр меньше 10, то необходимо слева дописать нули таким образом, чтобы число знача­щих цифр было 10. Сформированное двоичное число - это и есть рас­считанный номер варианта. В каждой задаче используются определен­ные цифры номера варианта, поэтому цифры необходимо пронумеровать справа налево начиная с нулевого.

Например, номер зачетной книжки 95020258, а текущий год 1998. Оп­ределяем номер варианта: 258 + 98 = 356. Переводим в двоичную систему исчисления:

356	2
356	178	2
0	178	89	2
	0	88	44	2
		1	44	22	2
			0	22	11	2
				0	10	5	2
					1	4	2	2
						1	2	1
							0

35610= 101100100₂. Номер варианта: 0101100100.

Пронумеруем цифры:

Таблица 4

0	1		0	1		1		0	0	1		0	0
№9	№	8	№7	№	6	№	5	№4	№3	№	2	№1	№	0

В решении по заданию 4 должны быть представлены варианты в виде табл. 4 и.перевод в двоичный код со всеми промежуточными вычисле­ниями.

рис 2

Задача 1. Логические элементы и простейшие триггеры.

1. Составить таблицу истинности схемы (рис.2), преобразованной в соответствии с номером варианта.

Преобразование схемы производится следующим образом.

Если цифра № 9 является нулем, то DD1. остается без изменения, а ес­ли единицей, то инвертор DD1 изменяется на повторитель, т.е. удаляется кружок, обозначающий инверсию. Если цифра № 8 — 0, то элемент DD2 остается без изменений, а если - 1, то удаляется инверсия. Точно также поступают с остальными элементами в следующем соответствии (табл.5):

Таблица 5

DD1	DD2	DD3	DD4	DD5	DD6	DD7
№ 9	№8	№7	№6	№5	№4	№3

Затем, если цифра № 2 = 0, элемент DD5 остается элементом И, а если №2 = 1, то элемент DD5 заменяется на элемент ИЛИ, т.е. значок & заме­няется на 1. Так же поступают с остальными элементами в следующем соответствии (табл.6):

Таблица 6

DD5	DD6	DD7
№2	№1	№0

После преобразования схемы нужно составить таблицу истинности, которая должна иметь следующий вид:

Таблица 7

X1	Х2	X3	Х4	У1	У2	УЗ	Y4	У5	У6	Q
0	0	0	0
0	0	0	1
0	0	1	0

В графах xl, х2, хЗ, х4 (табл. 7) необходимо перебрать все комбинации в соответствии с двоичной системой исчисления. Для четырех перемен­ных число комбинаций должно быть 16. Графы yl-уб, Q необходимо заполнить в соответствии с логическими функциями микросхем.

2 Представить временные диаграммы выходных сигналов Ql, Q2 и сигналов в промежуточных точках yl, у2. Составить таблицу истинности схемы, в которой присутствуют сигналы в точках xl, x2, Ql, Q2.

На рис. 3 представлена исходная схема, которую необходимо преобра­зовать.

y1

DD1

DD3

x1

1

1

Q1

Q2

DD2

1

y2

x2

1

DD4

рис 3

рис 4

Преобразование производится следующим образом.

Если цифра №2 = 0, то элемент DD1 остается без изменения, а если № 2 = 1, то DD1 заменяется на повторитель. Если цифра № 0 = 0, то DD2 - инвертор, если № 2 «= 1, то DD2 - повторитель. Если цифра №1=1, то элементы DD3 и DD4 заменяются на И-НЕ, т.е. отображаются знач­ком &.

На рис. 4 представлены временные диаграммы входных сигналов. На входы xl и х2 подаются два сигнала, временные диаграммы которых не­обходимо выбрать в зависимости от своего номера варианта в соответст­вии с табл. 8.

Таблица 8

№6	№3	xl	х2
0	0	S1	S2
0	1	S3	S4
1	0	S2	S1
1	1	S4	S3

Например, если у номера варианта цифра №6 = 0, цифра №3 = 0, то на вход xl подается сигнал Si, а на вход х2 подается сигнал S2. Изображённые на рис. 4 сигналы Cl, C2 используются также для последующих задач. При выполнении задания необходимо нарисовать временные диаграммы в промежуточных точках yl и у2, а также времен­ные диаграммы на выходах Q1 к Q2. Все графики должны быть нарисо­ваны один под другим, в одинаковых масштабах на миллиметровке или на листе в клеточку. На тек участках временных диаграмм, где состоя­ние неопределённо, нарисовать пунктир. Те участки, которые соответст­вуют запрещенному состоянию, отметить - "З.С.". В наиболее сложных местах целесообразно проводит;., вертикальную пунктирную линию че­рез все графики.

При составлении таблицы истинности необходимо перебрать все ком­бинации входных сигналов xl, х2 и записать состояние выходных сигна­лов Ql, Q2. Результаты представить в табличном виде. Под каждой комбинацией входных сигналов подписать названия режимов работы: запись 1, запись 0, хранение запрещённое состояние. Необходимо помнить, что для данного триггера запрещённое состояние имеет конкретное значение выходных сигналов. В режиме хранения в графах Ql, Q2 следует записывать не конкретные значения, а значения в виде Ql^n-1,Q2^n-1.

Задача 2. Сложные триггеры

1. Нарисовать временные, диаграмы сигналов в точках схемы Q1, Q2, yl, у2, уЗ, Составить таблицу истинности схемы. На рис.5 представлена исходная схема, которую нужно преобразо­вать.

рис 5

Если № 5 = 1, то элемент DD1 заменяется на повторитель, если № 1 = 1, то элемент DD3 заменяется на повторитель. Если N° 0 = 1, то элемент DD4 остаётся без изменения, при этом на вход С1/С2 подаётся сигнал С2 (рис.4). Если № 0 = 0, то элемент ДД4 заменяется на триггер со статиче­ским входом С, т.е. на схеме (рис.5) убирается наклонная чёрточка на входе С. На вход С1/С2 при этом подаётся сигнал С1. На входы xl и х2 подаются два сигнала (рис.4) в соответствии с табл. 9.

Таблица 9

№9	№6	xl	х2
0	0	SI	S2
0	1	S3	S4
1	0	S2	S1
1	1	S4	S3

Выполнять задание следует с теми же требованиями, что и в задаче 1.

2. Представить временные диаграммы сигналов в точках Ql, Q2, yl, у2, уЗ исходной схемы (рис. 6) и составить таблицу истинности.

рис 6

Если № 7= 1, то элемент DD1 заменяется на повторитель, если №0=1, то элемент DD3 заменяется на повторитель. На вход С2 подает­ся сигнал С2 из рис.4. На входы xl и х2 подаются сигналы в соответст­вии с табл. 10.

Таблица 10

№9	№8	xl	х2
0	0	S1	S2
0	1	S3	S4
1	0	S2	S1
1	1	S4	S3

Выполнять задание следует с теми же требованиями, что и в задаче 1. При составлении таблицы истинности следует в графах Q использовать обозначения: Q1^n-1, Q^n-l.

Задача 3. Мультиплексоры и демультиплексоры.

Составить таблицу входных и выходных сигналов мультиплексора (если №2=0) или демультиплексора (если №2=1) в соответствии с номе­ром варианта.

На рис.7 представлена схема мультиплексора. Принцип его работы заключается в следующем. Ка адресные выходы А2, А1, АО подается двоичный код, который соответствует выбранному входу. А2 - старший двоичный код, который соответствует выбранному входу. А2 - старший разряд, А0 - младший. На выходе мультиплексора Q устанавливается такой же сигнал, что и на выбранном входе.

рис 7

Заполнить табл.11 конкретными логическими уровнями (Q или 1), а затем заполнить столбец Q. Подчеркнуть тот бит, подаваемый на вход D, который передается на выход Q.

Таблица 11

А2	А1	А0	D0	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7	Q
№9	№8	№7	№0	№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7
№8	№7	№6	№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7	№8
№7	№6	№5	№2	№3	№4	№5	№6	№7	№8	№9
№6	№5	№4	№3	№4	№5	№6	№7	№8	№9	Ж)
№5	№4	№3	№4	№5	№6	№7	№8	№9	№0	№1
№4	№3	№2	№5	№6	№7	№8	№9	№0	№1	№2
№3	№2	№1	№6	№7	№8	№9	№0	№1	№2	№3
№2	№1	№0	№7	№8	№9	№0	№1	№2	№3	№4

На рис.8 представлена схема демультиплексора. Принцип его работы заключается в следующем. На адресные входы подается двоичный код, соответствующий номеру выбранного выхода, на входе D. Остальные выходы находятся в третьем состоянии, которое обозначается HZ или просто Z

Рис. 8.

Задание заключается в том, что необходимо заполнить табл. 12.

Таблица 12

А0	А1	А2	D	Q0	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	Q7
№0	№1	№2	№3
№1	№2	№3	№4
№2	№3	№4	№5
№3	№4	№5	№6
№4	№5	№6	№7
№5	№6	№7	№8
№6	№7	№8	№9
№7	№8	№9	№0

Задача 4. Шифраторы и дешифраторы.

1. Составить табл. 13 входных и выходных сигналов шифратора или дешифратора в соответствии с номером варианта. Если №3=0, то за­дачу выполнять для схемы шифратора, если №3=1, то задачу выпол­нять для схемы дешифратора.

На рис,9 представлена схема шифратор. Принцип его работы заключа­ется в следующем, На один из входов 'шифратора подается логическая единица, на входах QO, Ql, Q2 формируется двоичный код, соответст­вующий номеру входа, на который подана единица. Если единицу по­дать на два или более входов, режим работы шифратора будет нестан­дартным. Должен быть задан принцип, по которому шифратор выбирает один из входов и генерирует код номер?. ?того входа. Приведенный на рис.9 шифратор в случае подачи двух или более единиц генерирует код с наименьшим порядковым номером. Наличие сигнала FL указывает на готовность сформированного кода, т.е. -.если хотя бы на один вход подана единица, на выходе FL действует единица, если на все входы поданы нули, на выходе FL действует ноль.

рис 9

Таблица 13

D0	Dl	D2	D3	D4	D5	D6 D7	D7	FL	Q0	Q1	Q2
0	0	0	0	0	0	0	№0
0	0	0	0	0	0	№0	0
0	0	0	0	0	№1	0	0
0	0	0	0	№2	№3	0 0	0
0	0	0	0	№4	№5	0	0
0	0	0	№7	0	0	0	0
0	№8	0	0	0	0	0	0
№9	0	0	0	0	0	0	0

На рис. 10 представлена схема дешифратора. Принцип его работы заключается в следующем. На входы DO, Dl, D2 подан некоторый двоичный код. На тем выходе, номер которого соответствует входному коду, появляется логическая единица, на остальных выходах действуют логические нули.

Вход Ē предназначен для разрешения дешифрации. Если на вход Ē подан ноль, то дешифрация разреди на, если подана единица, то дешифрация запрещена, ни на одном выходе не появляется единица. Заполнить табл. 14 входных и выходных сигналов дешифратора.

D0 DC

D1 Q0

Q1

D2 Q3

Q4

Q5

Ē Q6

Q7

рис 10

таблица 14

D0	D1	D2	Ē	Q0	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	Q7
№2 №3 №8 №9 №3 №0 №3	№1 №4 №7 №0 №4 №1 №5	№0 №5 №6 №1 №5 №2 №9	0 0 0 №2 1 0 0

2. Заполнить табл. 15 входных и выходных сигналов дешифратора семисегментного кода в соответствии с вариантом.

На рис. 11 представлена схема дешифратора семисегментного кода. Принцип его работы заключается в следующем. На входы DO, Dl, D2, D3 подается двоичный код. На выхода:, формируется код, предназна­ченный для отображения цифры, соответствующей входному коду на семисегментном индикаторе. Например, если входной код 0101, соот­ветствующий цифре 5, то единицы будут присутствовать на выходах А, С, D, F, G. Вход Ё является входом разрешения. Если на него подана единица, на всех выходах действуют нули. Следует помнить, что DO -младший разряд, D3 - старший разряд входного кода.

DC

D0

D1

D2

D3

A

B

C

D

E

F

G

Ē

A

рис 11

Таблица 15

DO

Dl

D2

D3

Ē

А

В

С

D

D

Е

F

G

№0

№1

№2

№3

0

№4

№5

№6

№7

0

№8

№9

№0

№1

0

№2

№3

№4

№5

0

№6

№7

№8

№9

1

№9

№8

№7

№6

1

№5

№4

№3

№2

0

№1

№0

№9

№8

№7

Задача 5. Счетчики.

Заполнить таблицу входных и выходных сигналов микросхемы.

На рис. 12 представлена микросхема 564 ИЕ 10, представляющая со­бой два независимых 4-разрядных двоичных счетчика с параллельным выходом. Работа счетчика поясняется таблицей истинности (табл. 16).

Рис 12

Таблица 16

C	CE	R	Q^n+1
	1	0	Q^n+1
0		0	Q^n+1
1	x	0	A^n
x	0	0	A^n
x	x	1	0

В табл. 16 обозначены: - переход из "0" в "1", - переход из "1" в "0", Х. —любое состояние, Q = (Q3, Q2. Ql, Q0), Qⁿ — предыдущее со­стояние, О°⁺¹ — последующее состояние. Задание заключается в том, что необходимо заполнить табл. 1 7, которая представляет собой временную.

Таблица 17

C	0	0	0	0	0	0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
CE	1	0	1	0	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
R	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Q0	0
Q1	0
Q2	0
Q3	0

Продолжение таблицы 17

C	0	1	0	1	0	1	0	0	0	1	0	1	0	1	0	№5	0	1
CE	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
R	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Q0
Q1
Q2
Q3

Продолжение таблицы 17

C	1	1	1	1	0	0	№4	№4	№4	№2	№2	№0	№0	№8	№8	№6
CE	1	1	1	1	1	0	0	0	№3	№3	№1	№1	№9	№9	№7	№7
R	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1
Q0
Q1
Q2
Q3

диаграмму в табличном виде. :?то означает, что на входы сначала пода­ются сигналы С, СЕ, R, обозначенные в первом столбце, затем подаются сигналы второго столбца и т.д.

Так как состояние счетчика зависит не только от входных сигналов в данный момент, но и от предыдущего состояния, в первом столбце зада­но начальное состояние счетчика

Литература

1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. - М.: Высшая школа. 1991. - 622 с.

2. Ефимов И.Е., Козырь К.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд. М.: Высш. шк., 1987. - 116 с.

3. Лачин В И, Савёлов НС. Электроника: Учеб. пособие. - Ростов н/Д: Изд-во «Феникс», 2000. - 443 с.

4. Скаржепа В,А., Луценко А..? 1 Электроника и микросхемотехника: Учеб. для вузов. - Киев: Выща шк. 1989. - 542 с.

5. Забродин Ю.С. Промышленая электроника: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк. 1982.-482 с.

6. Алексеенко А.Г., Шагурин И[.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов /Под ред. И.П. Стзпаненко. - М.: Радио и связь, 1982. - 416 с.

7. Манаев В.Е. Основы радиоэлектроники: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1985. - 504 с.

8 Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справ. - М.: Радио и связь, 1987. - 352 с.

9 Скаржепа В.А., Новацкий А А., Слынько В.И. Лабораторный практикум по электронике и микросхемотехнике / Под ред.

В.Н. Краснопрошиной - Киев: Выща шк. 1989. - 182 с. .

10. Методические указания к лабораторк im работам по электронике и микросхемотехнике / Сост. Т.П. Кононенко, В.И. Лачин,

А.П. Манохин, А.Я. Шкарупин - Новочеркасск: НПИ, 1993. - 31 с.

11. Электронные цепи: Рабочая программ.*, методические указания и задания на контрольную работу и кур овсе проектирование для студентов специальности 200400 /Сост. .И. Лачин, В.Р. Проус,

АЛ. Шкарупин - Новочеркасск: НПИ , 1996. - 23 с.

12. Методические указания к лабораторным работам: «Исследование электронных усилительных устройств на операционных усилителях» / Сост. Т.П. Кононенко, АЛ. Шкарупин- Новочеркасск, НПИ, 1990, -11с.

13. Методические указания к лабораторной работе: «Цифровые элек­тронные устройствах» / Сост. В.И. Лачин, А.К. Малина,

А.Я. Шкарупин - Новочеркасск: НПИ. 1990. - 31 с.

14. Справочник по транзисторам / Под ре,,. И. Ф. Николаевского. - М.: Связь. 1969.-118 с.

15. Бабенко В.П., Изъюрова Г.И. ОУ в ус; дательных устройствах: Учеб. пособие. - М.: Изд-во Моск. гос. ин-та радиотехники, электроники и автоматики. 1994. - 74 с.

Приложение

Рис. П1. Усредненные выходные характеристики биполярных транзисторов МП39Б, МП41 в схеме с ОЭ

Рис. П2. Усредненные входные характеристики биполярных транзисторов МП39, МГ39Б, МП41, МП41А, МП42А в схеме с ОЭ

Рис. ПЗ, Усредненные выходные характеристики транзистора МП42А в схеме с ОЭ

Рис. П4. Усредненные выходные характеристики биполярного транзистора МП39 в схеме с ОЭ

Рис. П6. Усредненные входные характеристики транзисторов МП25 и МП36А.В схеме с ОЭ

Рис. П7. Усредненные входные характеристики транзисторов МП111 и МП11З схеме с ОЭ

Рис. П8 Усредненные выходные характеристики биполярного транзистора МП25 в схеме с ОЭ

Рис. П9 Усредненные выходные характеристики биполярного транзистора МП36А в схеме с ОЭ