IIT_ekzamen

	x	y
	0	1
Таблица истинности:	1	0
2)

Операция «ИЛИ» (Логическое сложение)

Временная диаграмма:

Обозначение: Функция: y = x1 + x2 .

Таблица истинности:

3) Операция «И» (логическое умножение)

Временная диаграмма:

Обозначение:

Функция: y = x1 x2 .

Таблица истинности:

4) Исключающее «ИЛИ» (Сумматор по модулю 2, полусумматор).

Временная диаграмма:

Обозначение: Функция: y = x1 x2 .

Таблица истинности:

19. Примеры реализации логических элементов RTL, DTL, TTL,(CMOS)КМОП: схемы, обозначения, логические функции.

Типы логических элементов:

•Резисторно-транзисторная логика (RTL)

•Диодно-транзисторная логика (DTL)

•Эмиттерно-связная логика (ЭСЛ)

•Интегральная инжекционная логика (ИИЛ) Наиболее распространённые

•Транзисторно-транзисторная логика (TTL)

•Комплементарная металл окись полупроводник (КМОП)

Логические функции.

TTL (транзисторно-транзисторная логика)

•«3И-НЕ». у = х1 х2 х3

Обозначение:

Если х3 подводим «-» откроется сопротивление маленькое. Если на любом х «0», то остальные не влияют на выходе «1» Если на всех х «1», то на выходе «0»

КМОП (комплементарная металл окись полупроводник логика)

•Инвертор

Если «1»: по выше открываются U закрыт Если «0»: закроется «0» и там «0» открыт

•«2ИЛИ-НЕ»

Если на х2 «1» откроется низкий потенциал, перейдет, на выходе «0» Если на х2 «0» и на х1 «0» оба закрыты открыты Обозначение:

20. Основные правила алгебры логики (Булевой алгебры): правила сложения, умножения, соотношения де Моргана

х+1 =1

х+0 = х

•Правила сложения:х+ х =1

х+ х = х

х= х

х1 = х

•Правила умножения: х 0 = 0

хх = х

хх = 0

•Соотношение де Моргана:

Инверсия произведения=сумме инверсий

х1 х2 х3 = х1 + х2 + х3

 Инверсия суммы= произведению инверсий

х1 + х2 + х3 = х1 х2 х3

Все логические схемы, рассмотренные ранее – комбинированные схемы, т.е. не обладающие памятью. Выходное состояние этих схем полностью определяется комбинацией входных сигналов. Помимо существуют другой класс схем, схемы с памятью (последовательные схемы).

Логическое состояние таких схем зависит не только от входных сигналов, но и от предыдущего состояния схемы (триггеры).

21. Триггерные схемы: определение, виды триггеров, асинхронный RS-триггер, синхронный RS-триггер, двухтактный RS-триггер - эл. схемы, обозначения, таблицы истинности.

Триггеры – это логическое устройство, способное хранить 1 бит (0 или 1) информации и имеющую 2

устойчивых состояния. Виды:

1)Асинхронные (не тактируемые)

2)Синхронные (тактируемые). Тактовые импульсы играют роль – разрешающего сигнала, которые разрешает изменение состояния триггера, или переход из 1 состояния в другое.

Асинхронный RS-триггер

•«2ИЛИ-НЕ»

R-вход сброса (reset), сброс в ноль

S-вход установки (set), уровень логической единицы устанавливается в единицу.

Обозначение:

Таблица истинности:

•«2И-НЕ»

S -инверсный вход, на него подаем «0», на Q «1» R -на «0», то на Q «0»

Обозначение:

Таблица истинности:

Синхронный RS-триггер «2И-НЕ»

Обозначение:

Таблица истинности:

2х тактный RS-триггер

Обозначение:

Зачастую требуется чтоб на выходе триггера информация появлялась уже после того, как закончится тактовый импульс и входа триггера будут заперты в таком случае используют 2хтактовый триггер. «-»: наличие запрещенного состояния входов(непредсказуемость).

22. IKтриггер, D-триггер - схема, принцип действия, таблицы истинности, регистры сдвига.

IKтриггер.

Обозначение:

Таблица истинности:

JK-триггер в отличие от RS-триггера не имеет запрещенного состояния входов и при комбинации всех «1» изменяет состояние выходов на противоположное.

D-триггер(триггер задержки)

Таблица истинности:

Т-триггер

После прохождения каждого импульса на входе Т изменяет состояние выхода Q на противоположный. Сдвигающий регистр — это группа триггеров, соединенных таким образом, что информация из каждого триггера может передаваться в следующий триггер, сдвигая код, записанный в регистре. В зависимости от направления сдвига различают регистры:

-со сдвигом вправо (в сторону младших разрядов),

-со сдвигом влево (в сторону старших разрядов),

-реверсивные (сдвигающие и вправо и влево).

23. Двоичные счетчики: схема, принцип действия, временные диаграммы.

Двоичный счетчик

Временная диаграмма:

Q0=20=1, Q1=21=2, Q2=22=4, Q3=23=8. Для 6-(0110)=2+4=6

Для 9-(1001)=8+1=9 Для 12-(0011)=8+4=12

Двоично-десятичный счетчик

Векторная диаграмма:

24. Двоично-десятичные шифратор и дешифратор: схема, принцип действия.

Система счисления – символический метод записи чисел, т.е. представление чисел с помощью численных знаков. Число абстрактная мера количества, цифра – знак для записи чисел, для небольшого количества достаточно 1 цифры, но в большинстве цифр или системы счисления

Системой счисления могут представлять числа величина которых зависит от места или порядка цифр в записи или не зависеть. От этого можно разделить системы на 3 класса:

1) Позиционные – значение цифры на прямую зависят от положения в числе.

2) Непозиционные – не зависят от положения в числе.

3) Смешанные В машинах для записи машинных кодов используют

двоичную систему счисления. Общий вид позиционной системы:

(an ;an−1;an−2 ;...a0 ) f

Такие числа можно представить в виде

an f n + an−1 f n−1 +... + a0 f 0 , a – множитель, f – основание.

Дешифратор

Дешифраторы являются преобразователями дискретных сигналов, т. е. позволяют получать на выходе нужную комбинацию сигналов при подаче определенной комбинации сигналов на входе. В цифровых вольтметрах дешифраторы преобразуют двоично-десятичный код в соответствующие напряжения, управляющие цифровыми индикаторами, обеспечивающими визуальную индикацию в десятичном коде (например, код 2—4—2—1, 8—4—2—1 в десятичный код от 0 до 9). Для выполнения этой задачи обычно используют диодные схемы И, как наиболее простые и достаточно быстродействующие.

Помимо позиционного кода существует унитарный код или «1 из N».

«4И-НЕ».

Десятичный шифратор

Цифровые измерительные приборы

25. Определение дискретизации, квантования, структурная схема и принцип действия цифрового частотомера.

Цифровые измерительные приборы – это приборы, которые, автоматически преобразуют непрерывную измеряемую величину или ее аналог (физическую величину пропорциональную измеряемой) в дискретную форму.

Подвергают ее к цифровому кодированию и выдают результат в виде цифр на экране или на печатном устройстве.

Непрерывная величина x(t) – то величина, которая в заданном конечном интервале времени может иметь бесконечное число значений. Эти значения определяются ее выборками, количество которых бесконечно.

Любая x(t) может быть дискредитирована по времени и квантована по

уровню.

Шаг дискретизации – это промежуток времени между 2-мя ближайшими дискретизациями. Дискретизация – это процесс сохранения мгновенных значений непрерывной величины, только в определенные моменты времени (моменты дискретизации).

Квантование – это процесс замен непрерывной величины ближайшими фиксированными значениями этой величины, совокупность которых образована по определенному принципу.

∆х – ступень квантования.

∆х – расстояние между ближайшими фиксированными значениями.

При квантовании тоже теряется часть информации, но все значения известны с определенной точностью. Цифровые частотомеры (ЦЧ).

Для измерения частоты (f) используют 2 метода.

1)Метод подсчета числа импульсов сформированных из U измеряемой частоты – метод прямого

(непосредственного) измерения f. τ

τ – длительность импульса кварцевого генератора.

	TN = N Tx =	N
		fx

fx = N Tx

2) Метод подсчета количества импульсов эталонной f за 1 период U измеряемой f.

	1	=Tx = N τкв
	fx
	f x	=	1
			N τкв

Для измерения fx низкочастотных сигналов требуется большое время измерений для уменьшения погрешностей.

Метод измерения периода позволяет повысить точность измерений при приемлемом времени измерений. В этом методе «ворота» для ключа формируются из измерительного сигнала Tx. И заполняются они

образцовыми импульсами длительности τкв . Откуда измеряемая величина fx = N 1τкв .

26.Основные характеристики цифровых вольтметров, цифровой вольтметр

с времяимпульсным преобразованием: структурная схема, принцип действия, временные диаграммы.

Основные характеристики цифровых вольтметров:

1)Точность преобразования – определяется погрешностью квантования по уровню, характеризуется числом разрядов в выходном коде.

2)Время преобразования – время затрачиваемое на одно преобразование измеряемой величины в цифровой код.

3)Пределы измерения входной величины (динамический диапазон) – определяется количеством разрядов и «весом» младшего разряда.

4)Чувствительность – наименьшее различимое измерительным преобразователем измерения значения входной величины. Наиболее распространенные формы – измеряемых величин: I, U, интервал времени.

Цифровой вольтметр (ЦВ) с времяимпульсным преобразованием.

Электронные ЦВ представляют собой более сложное устройство, чем ЦЧ, потому что, имеют в своем составе преобразователь «аналоговый код». С помощью которого, непрерывная аналоговая величина превращается в дискретную.

Простейшим преобразователем является преобразователь «постоянного U» - времнной интервал который потом отображается на отсчетном устройстве.

Структурная схема:

1-Вх. устройство (нормализует вид) 2-Сравнивающее устройство I (сравнивает 0 или 1) 3-Сравнивающее устройство II

4-Устройство управления

5-Генератор линейного U (линейно увеличивает U)(ГЛИН) 6-Триггер (формирует «ворота»)

7-Ключ (элемент 2И)

8-Счетчик

9-Цифровое отсчетное устройство

10-Генератор тактовых импульсов(эталон)

Временные диаграммы:

U ГЛИН = β t

U ГЛИН = β Tx

Основные соотношения: U x = β Tx = β Nτкв β,τкв = const = k U x = kN

β−коэф.пропорциональности

Вначале рабочего цикла блок управления вырабатывает запускающий (тактовый) импульс, который сбрасывает прежние показания счетчика, запускает генератор линейно нарастающего напряжения и устанавливает триггер в положение «0». Как видно из структурной схемы, на первые входы сравнивающих устройств подается одно и то же (линейно нарастающее) напряжение, а на вторые входы — разные напряжения. На вход сравнивающего устройства I подается нулевое напряжение, а

на вход сравнивающего устройства II — измеряемое напряжение UX. Сравнивающие устройства фиксируют момент равенства входных напряжений в виде короткого выходного импульса.

На входе сравнивающего устройства I импульс возникает в момент, когда линейно

нарастающее напряжение достигает нулевого уровня. Этот импульс перебрасывает триггер в положение «1», ключ открывается и на счетчик начинают проходить импульсы с генератора счетных импульсов. Как