Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (Токхейм - Основы цифровой электроники), страница 2

Многочисленные короткие задания для проверки (с ответами) непосредственно закрепляют полученные знания и создают уверенность в успешном освоении материала. 3. Формат книги специально выбран таким, чтобы можно было вынести на поля страниц важнейшие термины и понятия. 4. Изложение материала по принципу выделения систем и подсистем делает его более доходчивым для студентов.

5. Простая методика анализа формирует у студентов практические навыки отыскания неисправностей в схемах. б. Особое значение придается несложным, часто встречающимся на практике задачам. Материал данной книги основан на тщательном отборе и глубоком понимании исходных целей обучения. Для приведения этих целей в соответствие с последними достижениями использовались обзоры технической литературы, опрос студентов, учитывались отзывы преподавателей и представителей промышленных креон.

Цели затем уточнялись применительно к цифровым системам и подсистемам. В цифровой электронике принцип выделения систем и подсистем является основополагающим вследствие широкого применения интегральных схем как со средней, так и с высокой степенью интеграции. Изучение принципов работы выделяемых систем н подсистем проводится на примере использования интегральных схем с низкой степенью интеграции. Все электронные схемы, встречающиеся в тексте книги, можно собрать на серийно выпускаемых микросхемах транзисторно-транзисторной логики н продемонстрировать в ходе учебного процесса.

Я признателен многим преподавателям, студентам и специалистам нз промышленных кругов, внесшим свой вклад в создание этой книги. Особой благодарности заслуживает мой бывший студент Дон Халгрен за его самоотверженный труд по скрупулезной проверке работоспособности всех схем, фигурирующих в этой книге. В заключение я хотел бы выразить глубокую признательность членам моей семьи Дэннелу, Маршаллу и Кэри за их помощь н долготерпение. Роджер Л. Твкхейм Электрические приборы и цепи могут представлять определенную опасность для работающих с ними людей. Поэтому для предотвращения поражения электрическим током, а также пожаров, взрывов, механических разрушений и травм, связанных с неправильным использованием технических средств, необходимо соблюдать технику безопасности.

Вероятно, наиболее опасно для человека поражение электрическим током. Если через человеческое тело пройдет ток, превышающий 10 мА, то он парализует человека и лишает его возможности оторваться от провода, находящегося под напряжением. Вообще говоря, 10 мА-это довольно небольшой электрический ток: всего десять тысячных долей ампера. В обьнп<ом карманном фонарике, например, проходит ток, в !00 раз превышающий эту величину. Если же человек подвергается воздействию тока более 100 мА, то это во многих случаях приводит к смертельному исходу. Но и ток 100 мА все же меньше тока, протекающего в карманном фонарике. Батарейка карманною фонарика вырабатывает ток, значительно больший того, который убивает человека.

Вместе с тем можно, совершенно не опасаясь, касаться руками ее выводов: сопротивление человеческой кожи, как правило, достаточно велико, так что протекающий по ней электрический ток мал. Человеческая кожа обычно имеет сопротивление в несколько сотен тысяч ом. В низковольтных цепях при столь высоком сопротивлении ток оказываегся очень малым, и угроза поражения электрическим током в этих условиях чрезвычайно мала.

При высоком напряжении через кожу может протекать достаточно большой ток, приводящий к электрическому поражению, степень опасности которого возрастает по мере увеличения напряжения. Те, кто работае~ с высоковольтными цепями, должны использова~ь специальное оборудование и защитные средства. Если человеческая кожа влажная илн имеет повреждения, ее сопротивление уменьшается до нескольких сотен ом. Следовательно, электрическое поражение может возникнуть при значительно меньших напряжениях. Если кожный покров человека нарушен, то даже напряжение порядка 40 В может привести к смертельному исходу! Хотя большинство технических специалистов и рабочих-электриков считает 40 В низким ><апряэ>сеннел<, его нельзя назвать беэописньи». СОБЯЮДАЙТБ ПРАВИЛА ТБКНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ О~сюда следует, что вы должны быть очень осторожны даже в тех случаях, когда работаете с так называемыми низкими напряжениями.

Людей, понимающих, что такое техника безопасности, нельзя ввести в заблужденпе таким термином, как низкое напряжение. Они не слипжом надеются на защитные средства и не спешат поверить, что электричество отключено, даже если рубильник находится в положении «выключено». Они знают, что рубильник может быть неисправным. По мере того как будут углубляться ваши знания в области электротехники и электроники, вы познакомитесь со многими специальными правилами безопасной работы и приобретете практические навыки. Но пока этого не произошло, придерживайтесь следующих правил: Е Изучайте ситуацию, щзежде чем действовать.

2. Четко выполняйте инструкции. 3. Если в чем-то сомневаетесь, то, прежде чем действовать, обратитесь к инструктору. Техника безопасности защитит вас и всех вокруг. А для этого изучите приводимые ниже правила, обсудите их с другими и выясните у вашего инструктора все, что вам непонятно. Е Не работайте, когда вы устали или приняли лекарства, нарушающие вашу работоспособность. 2. Не работайте при плохом освещении. 3.

Не работайте в сырых помещениях. 4. Используйте только официально рекомендованные инструменты, оборудование и защитные средства. 5. Не работайте во влажной одежде или при влажном состоянии кожи, б. При работе с электрическим током снимай~с с себя кольца, браслеты и подобные им металлические предметы. 7, Никогда не полагайтесь на то, что электрическая цепь отключена. Проверяйте это по прибору или с помощью какого-либо устройства, в надежной работе которого вы уверены. 8, Не трогайте приборы, контролирующие безопасность работы.

Никогда не нарушайте работу блокировочного выключателя. Убедитесь в надежности блокировки. 9. Содержите ваш инструмент и оборудование в образцовом состоянии. Используйте для работы исправный инструмент. 10, Проверьте, разряжены ли конденсаторы. Некоторые конденсаторы способны сохранять опасный для жизни заряд в течение длительного времени. совлюдхятя пяхяияс чвхияки ъёопхсности 11.

Не отктпочайте заземление от оборудования. Проверяй"ге, не нарушена ли звэемз1яющая цепь. 12, Не используйте переходные усгройства, нарушающие качество заземления. 13. Используйте только аттестованные огнетушители. Вода может проводить электрический ток и тем самым увеличивать опасность аварии и разрушений. Огнетушители на двуокиси углерода (СО2) и галогенизированные огнетушители являются наиболее подходящими для тушения пожаров из-за неисправности электрических цепей. В некоторых случаях можно использовать пенные огнетушители. 14. При работе с химическими растворами и веществами стро)о следуйте инструкциям во избежание взрывов, воспламенения или разрушаннцего воздействия на электрические цепи. 15.

Некоторые электрические приборы снижают безопасность работы оборудования. Используйте всегда только исправные запасные части. 16. Применяйте защитную одежду и безопасные очки, когда работаете с приборами высокого вакуума, такими, как телевизионный кинескоп. 17: Не пытайтесь работать со сложными приборами или электрическими цепями, прежде чем не будете подготовлены к этому. Избегайзе скрытой опасности. 13. Важная информация о правилах безопасности при работе с электро техническим и элек тронным оборудованием содержится в инструкции изготовителя. Найдите и изучите эту инструкцию! Некоторые из приведенных выше правил можно было бы расширизь. По мере обучения вы освоите многйе дегали, касающиеся правил работы.

Тщательно изучайте эти правила--они являются наиболее важной информацией для вас. Помните и всегда выполняйте правила техники безопасности -от этого зависит ваша жизнь! -г.' Ф,,::'Глава 1 ',':": Цифровая электроника к*. ,::-.3 этой главе вы получите общее представление о цифровой электронике. ",::,', —:Из иее вы узнаете, что такое цифровые электронные схемы и как онн ис:".;.; пользуются в электронной аппаратуре широкого применения, Кроме того, вы изучите практические методы получения одиночных цифровых импульсов с помогцью тумблеров, ползунковых и кнопочных механических переключателей. Вы познакомитесь с практическими схемами генераторов тактовых импульсов, а также с простыми способами контроля гг цифровых сигналов ВЫСОКОГО и НИЗКОГО уровней с использованием схем на светодиодах.

В конце этой ~лавы мы научим вас обращаться с логическим пробником — прибором для контроля работы цифровых схем Цифровая электроника вводит вас в мир микрокалькуляторов, ЭВМ, интегральных схем и двоичных чисел 0 и !. Это бурно развивающаяся область элекгроники, поскольку число полезных применений цифровых электронных схем растет чрезвычайно быстро. Одна маленькая интегральная схема может выполнять функции тысяч транзисторов, диодов и резне~оров. Вы сталкиваетесь с работой цифровых электронных схем почти ежедневно. В магазинах информация выводится на цифровые индикаторы кассовых аппаратов.

В ближайшее время появятся персональные микроЭВМ размером с маленькие карманные микрокалькуляторы. Современные большие и малые ЭВМ выполняют расчеты с фантастической быстротой и точностью. Рабога промышленного оборудования контролируется цифровыми электронными схемами. Мы узнаем время по электронным цифровым настольным и наручным часам. В автомобилях для контроля работы двигателя начинаю г применяться микропроцессоры. Технические специалисты широко используют в своей работе цифровые вольтметры и часто гомеры. В настоящее время все„кто работает с электронными устройствами, должны понимать основные принципы работы цифровых электронных схем. Наличие недорогих интегральных схем существенно облегчаег изучение принципов цифровой электроники.

Вы будете использовать всевозможные интегральные схемы для конструирования цифровых электронных схем. 1.1. Что такое цифровая электронная схема? Изучая электричество или электронику, вы, вероятно, уже не раз пользовались аналоговыми электрическими цепями. Электрическая цепь, показанная на рис. 1.1, а, вырабатывает на выходе аналоговый сигнал напряжения. Если движок потенциометра перемешать вверх, напряжение между точками А и В будет плавно увеличиваться. Когда движок перемещается вниз, напряжение постепенно уменьшается от 5 до О В.