Волчкевич Л.И. - Введение в специальность (1080704), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Интегральные схемы являются основнойбазой комплектации большинства современных средств электронной техники (элек:тронных блоков и электронных систем), выполняя функции преобразования, обра:ботки и хранения (накопления) информации.Современные ИС формируются на полупроводниковой (чаще всего крем:невой) пластине толщиной 0,2 мм и диаметром 75–200 мм.
Размеры кристалла,на котором располагается вся топология интегральной схемы, составляют обыч:но 2х2, 4х4 мм; итого на пластине одновременно изготовляются групповым мето:дом несколько сотен одинаковых ИС.Малая ИС на своем кристалле содержит до 102 элементов, большая (БИС) —до 104 , сверхбольшая (СБИС) — до 106 и т. д.Топология схем изготовляется методами электронных технологий с исполь:зованием микролитографии, вакуумного осаждения, имплантации и т. д.
(см.далее § 3.3). В результате на кремневой основе пластины формируется «слое:ный пирог» из проводящих и изолирующих слоев, каждый со своей топологией,с межслойными соединениями. В качестве примера на рис. 7 показан элементэлектрической схемы ИС (рис. 7, а) и ее конструктивная реализация — элементтопологии (рис. 7, б).21абРезисторДиодТранзисторА12АСВСКонденсатор3ВРезисторДиодТранзистор КонденсаторРис. 7. Электрическая схема (а) и ее физическое воплощениев виде интегральной схемы (б)Здесь 1 — металлические токопроводящие межсоединения;2 — изолирующий слой с «окнами»; 3 — кремневая пластина(подложка), в теле которой сформированы p:n и другие перехо:ды; А, Б, В — точки соответствия на электросхеме (рис.
7, а).После завершения процесса создания топологии пластинаразрезается на отдельные кристаллы (чипы); каждый кристаллзаключается в корпус (металлокерамический, металлостеклян:Рис. 8. Внешний ный, пластмассовый и т. д.) и снабжается внешними выводами.вид ИСВнешний вид корпусированной ИС приведен на рис. 8.Все электронные системы строятся по блочному принципу, с объединениемприборов, выполняющих конкретные задачи, в подсистемы — электронные бло:ки.
Конструктивно электронные блоки выполняются в виде печатных плат.Печатная плата — это диэлектрическая пластина (корпус) с печатными про:водниками, расположенными на одной или двух сторонах пластины. На пластине(согласно электрической схеме) монтируются конструктивные элементы: интег:ральные схемы, транзисторы, конденсаторы и т. д.Для этого плоская пластина в соответствии с электрической схемой имеетотверстия с внутренней металлизацией стенок, токопроводящие площадки и со:единительные дорожки (рис. 9, а). В зависимости от назначения печатных плат, ихкорпуса могут быть односторонними и двухсторонними, одно: и многослойными.При изготовлении печатных плат первоначально на пластине выполняютсяотверстия, площадки для крепления элементов и токопроводящие полоски, со:единяющие эти элементы.После полного изготовления корпуса выполняется монтаж печатной платы:закрепление на поверхности интегральных микросхем, конденсаторов, сопро:тивлений, а также внешних выводов.
Схематично печатная плата в сборе пока:зана на рис. 9, б.Далее по тексту рассмотрены в качестве примера три вида электронных систем:– цветные телевизоры;– персональные компьютеры;– системы автоматического управления производственным оборудованием.22аб1 kW1 MW1N414810 nFBC5171 MW10 kW0,1 mF33 mF0,47 mF+ГоловкаCLOCK+5V+220 pF47 nFU4085BDATA10 kW2,2 kWPRES33 mFРис. 9. Внешний вид печатной платы отдельно (а) и с монтажом (б)2.3. Цветные телевизорыТелевизоры (телевизионные приемники) предназначены для приема, уси:ления и преобразования радиосигналов изображения и звукового сопровожде:ния. Сигналы могут поступать либо от телевизионной антенны, либо от подклю:чаемых устройств (видеомагнитофоны, средства вычислительной техники и т.
п.).Огромное количество моделей современных телевизоров имеют следую:щие основные отличия:1) по цветности (черно:белые и цветные);2) по размеру диагонали экрана (16–96 см);3) по типу экрана, формирующего изображение (люминофорный, жидко:кристаллический, плазменный и т. д.);4) по ассортименту сервисных функций (дистанционное управление, разъе:мы для головных наушников, «кадр в кадре», телетекст и т. д.);5) по дизайну (внешнему оформлению).Основная начинка телевизора — это электронные приборы (изделия элект:ронной техники), как электровакуумные (цветные электронно:лучевые трубки —ЦЭЛТ, световые индикаторы), так и полупроводниковые (интегральные схемы,транзисторы), а также сопротивления, конденсаторы и т.
д.Большинство моделей современных телевизоров построено по единой фун:кциональной схеме (рис. 10).Радиосигнал с антенны вещательного телевидения поступает на тюнертюнер, гдепроисходит выделение и первичное усиление сигнала, который передается да:лее на основной функциональный узел телевизора — видеопроцессорвидеопроцессор.
Здесьпроводится усиление и декодирование сигналов изображения и звука. Видео:сигналы трех основных цветов поступают на выходные видеоусилители, где этисигналы усиливаются до уровней, необходимых для нормальной работы ЦЭЛТ,а именно, формирования электронных потоков катодами электронно:лучевыхпушек. Сформированные в схемах видеопроцессора сигналы кадровой и строч:ной развертки подаются в соответствующие каскады усиления, а оттуда — наотклоняющую систему (ОС) ЦЭЛТ.23ВидеомагнитофонИКМикро:контроллерСоединительУсилительнизкойчастотыЗвукОСТюнерВидеопроцессорАнтеннаВидео:усилителиЭЛТКадроваяразверткаИКДУБлокпитанияСтрочнаяразверткаРис.
10. Структурная схема телевизораНапряжение звуковой частоты поступает от видеопроцессора на усилителинизкой частоты, а оттуда — на динамики.Видеопроцессор имеет также: выход на блок соединителя для подсоедине:ния видеомагнитофона, компьютера и т. д. в режиме записи; схему автоматичес:кого регулирования работы тюнера и других электронных узлов.Помимо телевизионной антенны входные сигналы могут подаваться в режимевоспроизведения от подключаемых устройств: видеомагнитофона, ЭВМ и т. д. че:рез блок соединителя и видеопроцессор, т. е. по тому же тракту, но минуя тюнер.Блок питанияпитания, работающий от сети, формирует постоянное напряжениедля питания в рабочем режиме и в режиме ожидания.Основной системой управления телевизором является процессор управ:ления — микроконтроллермикроконтроллер, выполняемый в виде отдельного устройства.
Управ:ление осуществляется либо с передней панели, либо с пульта дистанционногоуправления (ДУ), который вырабатывает импульсы в инфракрасном диапазоне(ИК), принимаемые фотоприемником. Сигналы управления поступают на блокпитания, меняя его режимы, а также на микроконтроллер, а оттуда — на другиефункциональные узлы (видеопроцессор, усилители и др.).Функциональные и сервисные характеристики телевизоров постоянно со:вершенствуются, дополняются новыми, позволяющими улучшать качество изоб:ражения и звука, формировать систему домашнего кинотеатра и т. д.Так, в некоторых моделях используется модуль «кадр в кадре», который пред:назначен для вывода на экран телевизора дополнительного изображения раз:мером 1/9 или 1/16 основного изображения.
В результате на экране телевизо:ра можно наблюдать картинки сразу двух телевизионных каналов. В такихтелевизорах устанавливаются два тюнера.24В современных условиях, например при проведении конференций, презен:таций и т. д., требуется проецирование изображений на большие экраны. Тради:ционно применяемые для этого диапроекторы и эпидиаскопы морально устаре:ли, не стыкуются с компьютерами, видеомагнитофонами и телевизорами.С другой стороны, дальнейшее увеличение размеров экрана обычных ЦЭЛТ не:рационально из:за роста общих габаритов, утяжеления, конструктивного ус:ложнения. Так, цветной кинескоп с диагональю 92 см имеет длину до 1 м и веситболее 70 кг. Поэтому при необходимости иметь изображения на больших экра:нах применяются проекционные телевизоры на основе кинескопов с высокойяркостью изображения и специальных оптических систем.На рис.
11 приведена принципиальная схема проекционного телевизорас обратной проекцией. Изображение на экране формируется посредством трехкинескопов с диагональю 7–20 см. Каждый кинескоп формирует изображениетолько одного цвета, имеет одну электронную пушку и однородное люминофор:ное покрытие без маски, что в совокупности позволяет создавать на экране изоб:ражение высокой яркости. Световые потоки от каждого кинескопа проходят сквозьнесферическую линзу, отражаются от зеркала и попадают на экран. Здесь проис:ходит фокусировка всех лучей и их совмещение с формированием единого цвет:ного изображения. Экран представляет собой достаточно сложную конструкцию,состоящую из двух и более слоев. Поверхность внутреннего слоя представляетсобой линзу Френеля, которая собирает проходящий световой поток и направля:ет его строго вдоль оси экрана, неза:Зеркаловисимо от угла наклона зеркала.
На:ружный слой экрана имеет множество Линзавертикальных линзочек, промежутки ФренеляКорпусмежду которыми зачерниваются для Цилиндри:повышения контраста изображения. ческиелинзыК этому зачастую добавляется вне:шний защитный слой.ГибриднаяПроекционная телевизионная Особоасферическаяяркийлинзасистема работает, как правило, не кинескопЖидкоохла:от внешней антенны, а непосред:ждаемаяоптическаяственно от компьютера, что решаетсистемазадачи вывода текстовой и графи:Рис. 11. Принципиальная схемаческой информации на большуюпроекционного телевизорааудиторию.с обратной проекцией2.4.
Персональные компьютерыПерсональный компьютер (ПК) является совокупностью взаимосвязан:ных аппаратных и программных средств, служащих решению задач пользо:вателя путем обработки и преобразования различной информацииинформации.25Центральным элементом ПК и наиболее сложным техническим устройством,состоящим из множества функциональных блоков, является микропроцессор (МП).Оперативная память в ПК используется как для хранения программ и данных в про:цессе их выполнения, так и для размещения служебной информации, необходимойдля работы микропроцессора. Любые обмены информацией осуществляются че:рез шины — стандартизованные информационные магистрали.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
