Kazarinov 2 (Раздаточный материал)

6Ф2.1 Р24 УДК 62П 396» 6 (676) ПРЕДИСЛОВИЕ Реценаеиглаг Кафедра импульсной и доп. канд. техн. наук вычислительной техники А.М. Бонч-Бруевич (МоМосковского авиаиион- сковский электротехннче. ного института ский институт связи) В. П. Васильева, Ю. П. Гришин, В. Д. Зюбенко, Ю.

М. Казаринов, Г. В. Мармузов, Г, И. Пухальскнй, В. Се Толстяков Расчет элементов импульсных и цифровых схем радиоР24 технических устройств. Под ред. Ю. М. Казаринова. Учеб. пособие для вузов. М., чВысш. школар, Г976. 359 с. с ил. В пер. Авт.: В. П. Васильева; Ю. П.

Гришин, В. Д. Зюбенко1идрй В книге налагаетсе методика расчета схем, наибо более часто испольауемых в импульсных н Пи ро н ~ иегровых устроаствах радиотехнических систем, методы логиче. с «арии диснретных автоматов, 4» л нф оеых сх м па сон ве теор Даны примеры расчета импульсных н пиб»ровых схем, иых элементах.

30401-042 001 <01) — 70 0Ф2.! Чр Ивдательство «Вмешан школа», 1976. Настоящим учебным пособием можно пользоваться при проектировании импульсных и цифровых устройств, которые широко применяются в радиотехнических системах различного назначения. В книге излагается методика и приводятся примеры расчета схем только на транзисторах и микросхемах, так как электронные лампы редко применяются в современных импульсных и цифровых устройствах. Книга состоит из двух разделов, так как методы расчета импульсных и цифровых схем различны.

В первом разделе, содержащем шесть глав, рассматривается расчет наиболее распространенных импульсных схем. Авторы предполагают, что читатель знаком с принципом действия и теорией рассчитываемых схем, поэтому в книге не дается подробное объяснение работы схем и вывод расчетных формул. При необходимости эти сведения можно найти в книгах, указанных в списке литературы. Цифровые устройства проектируются на основе теории дискретных автоматов, которая также достаточно полно представлена в литературе. Однако для логического проектирования дискретных автоглатов необходимы также инженерные методы их анализа и синтеза.

Особую важность инженерные методы логического проектирования приобрели с появлением микросхем, выполняющих определенные операции. В связи с этим в начале второй части книги приводятся классификация и основные электрические параметры микросхеьь Далее рассматриваются методы синтеза комбинационных схем и дискретных устройств с памятью, относящихся к классам асинхронных потенциальных и синхронных автоматов.

На основании результатов структурного синтеза автоматов рассмотрено проектирование ряда схем от этапа словесного описания их функпионирования до составления принципиальной схемы и выбора микроэлектронной базы. В заключение рассматриваются примеры цифровых устройств автоматических радиосистем. Распределение материала по главам произведено в основном по функциональному принципу и общности расчетных методов.

Использованные методы обеспечивают наиболее простой и доста- точно точный расчет и обычно совпадают с применяемыми в радиотехнической практике. Однако методика расчета некоторых схем разработана заново или существенно переработана с целью доведения расчетов до конкретных инженерных результатов. Книга рассчитана на студентов старших курсов радио- факультетов, а также на инженеров и техников, владеющих основами вмпульсной и вычислительной техники. Гл.

1 написана Ю. М. Казарнновым; гл. 2 и ? — В. П. Васильевой; гл. 3 и 10 — Ю. П. Гришиным; гл. 4 и 5 — Г. В. Мармузовым; гл. 6 — В. С. Толстяковым; гл. 8 и 9, а также 11.6 — Г. И. Пухальским; гл. 11 — В. Д. Зюбенко. Общее редактирование книги выполнено Ю. М. Казариновым. Авторы весьма признательны проф. В. Т. Фролкину, доц.

А. М. Бонч-Бруевичу и доц. Г. А. Даниловичу за все замечания, сделанные при рецензировании рукописи. Отзывы и пожелания просьба направлять по адресу: Москва, К-51, Неглинная ул., д. 29/14, издательство «Высшая школа». Аашоры 1яа Еб й,йз иб ==йт — 1 з— й,+йв ' й,+й,' или йз -=. Еб11 Зтах = Зрг)такl()тото (4.4) (4.5) где бйз =- Айз)йв бЕа = пЕб1Еб. (4. 6) 96 4 п1р. Кааарвнпва ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ РАСЧЕТ ТРИГГЕРНЫХ СХЕМ 5 4.1. СТАТИЧЕСКИИ РЕЖИМ СИММЕТРИЧНОГО ТРИГГЕРА В статическом режиме симметричный триггер с внешним смещением (рис. 4.1) находится в устойчивом состоянии, при котором один из транзисторов открыт, а другой закрыт. Такое состояние должно сохраняться до тех пар, пока ие будет подан запускающий импульс, под воздействием которого триггер перейдет во второе устойчивое состояние.

В схемах насыщенных триггеля с ров открьпый транзистор находится в режиме насыщения. Триггер будет иметь два ус- Я~ тойчивых состояния только при г, г, ~Лаз правильном выборе элементов схемы. Условия, обеспечиваю~в х щие два устойчивых состояния триггера, можно найти из эквиаЕх валеятных базовых цепей траиРис. 4.1, Схема симметричного триг- .зисторов.

На рт1с. 4.2 даны гера с внешним смешением эквивалентные схемы базовых цепей для состояния, когда транзистор Т, закрыт, а Т, открыт и насыщен. Из рис. 4.2, а находим условие запирания транзистора Т, в следующем виде: Последнее неравенство должно выполняться для максимальной рабочей температуры 1' з -= Еб))котах ° Учитывая допуски иа сопротивление и напряжение смещения, данную формулу запишем в виде — — (1 бйз бЕб) Еб11квтах~ (4 1) 1 — бйб Еб 1+ бйа кв тах Лля обеспечения режима насыщения открытого транзистора реобходимо выполнить условие 1б з1бк З1кпФтт — ХЕа)йа 1)тгп~ де з — коэффициент насыщения транзистора.

Из эквивалентной схемы рис. 4.2, б находим Ек йк)ка Еб Ек Еб аб й,+й„йа й,+й„й Подставляя в это равенство значение тока 1б из формулы (4.2) г решая его отцосителыю й,, получаем а,=( ""„— ~)а.. Соотношение должно выполняться для наиболее неблагоприят- а) в) Рис.

4.2. Эквивалентные схемы базовых цепей закрьпого транзис- тора Т, (и) и открытого транзистора Т, (б) триггера ного сочетания разбросов величин Ек, Еб, й„„й„йх С учетом разброса этих величин й,=(1 — 2бй)й, " — 1 . (4.3) й ы пнп б к 1 — 26Е Е,йа Из-за разброса коэффициента усиления р степень насыщения транзистора может изменяться. Максимальный коэффициент насы- щения Амплитулу выходного напряжения, снимаемого с коллектора транзистора, определяют из соотношения (1т = (Е.

— 1к й„) й 1(й + К5. Мощность, потребляемая триггером, Е; 'Е' Еб Еаб Тз = — + — + --- + — — (1,1 — 1 1,2) Е'1й й, й,+й, й, йх+й, где коэффициент 1,1-:— 1,2 учитывает расход мощности в делителях и цепях смещения, Значение резисторов //, н /г. определяют по расчетным соотношениям (4.1) и (4.3). Но предварительно находят входящие в эти формулы величины Е„, Е„Е, из дополнительных условий. Как следует из соотношения (4.5), напряжение Е„определяется амплитудой (/ и делителем //„.//,. Значение Ес выбирают из условна Е„=(1,05 —:1,4) (/ .

(4.7) При выборе сопротивления Р„учитывают надежность, экономичность и быстродействие триггера. Величина этого сопротивления снизу ограничена предельно допустимым током /„„„в режиме переключения //„Е„//„„„. (4.8/ Как следует из формулы (4.5), для уменьшения влияния изменения тока /„на стабильность амплитуды //„должно выполняться условие /Рк (< Ес//ко пзал (4.9) Влияние емкости С„коллекторного перехода на скорость переключения быстродействующего триггера будет незначительным при выполнении неравенства й„( та/С„(1+ Р).

(4.10) Необходимо также иметь в виду, что при большом значении /г„триггер будет более экономичным, но с меньшей нагрузочной способностью. Для надежного закрывания транзистора при максимальном токе /„с ,„ и незначительном влиянии источника смещения на длительность переключения триггера величину Ео выбирают из соотношения Е с = (0,1 —: 0,2) Е„. (4.11) Рассмотрим влияние статической нагрузки на режим триггера.

Нагрузочные сопротивления можно подключить к выходу триггера параллельно резистору //„или транзистору. На рис. 4.1 пунктиром показано подключение нагрузки к одному плечу триггера. При подключении нагрузки /х„, эквивалентное коллекторное сопротивление /г„,„, = /г„А'„,/(/с, +//„,) становится меньше сопротивления //с, что приводит к снижению коэффициента насыщения (или даже к выходу из насышения) транзистора Т, и уменьшению амплитуды выходного напряжения. С учетом нагрузки й5,, коэффициент насыщения транзистора з„= И„,/(//„+ /Го,), где з — коэффициент насыщения при Я„,=ос.

Для того чтобы .коэффициент насышеиия при подключении нагрузки оставался равным заданной величине, необходимо увеличить базовый ток второго транзистора, т. е. уменыпнть величину сопротивления , базовой цепи транзистора Т,. Значение /с, рассчитывают по ~ормуле (4.3), в которую вместо Е„подставляют значение /с„,„,. Подключение нагрузки /г„не изменяет коллекторного тока ранзистора Т„так как выходное сопротивление насыщенного ранзистора мало. Но когда транзистор Т, закрыл, нагрузка приодит к уменьшению напряжения на коллекторе.