Г. Юинг - Инструментальные методы химического анализа (1115206), страница 105
Текст из файла (страница 105)
Прн полярностях, показанных ца рисунке, если Е >Е„то потенциал будет отрицателен, если же Ел<Е„он будет положителен. Это напряжение управляет вращением небольшого сервомотора постоянного тока с постоянным магнитом, Двигатель выполняет две функции: меняет сопротивление потенцнометра, обеспечивая Е =Е„и одновременно перемещает перо по диаграммной ленте. Положение пера следует изменениям Е„с точностью до предела, установленного скоростью отклика механической системы. Большинство современных самописцев имеют время отклика не более 1 с, а многие вдвое меньшее. В ~сктрозггые схемы в аиалптвческох приборах 373 и.
с- — уселощель Рпс. 27-24. Сервоспстема самописца. Передвигаемая электродвигателем ка- ретка переиосит скользящий контакт по делителю напряжения и смещает перо самописца [!). Цифровая электроника Обрабатываемые в электронных схемах сигналы, рассматривавшиеся до сих пор, являются по своей природе аналоговыми. Это означает, что они могут принимать любое значение в широком диапазоне, ограниченном только характеристиками обсуждаемых электронных приборов.
Компьютер, однако, оперирует цифровыми сигналами, значения которых ограничиваются двумя уровням п «включено» и «выключено» (О[ч[ н ОРЕ) '. В системах, которые нас интересуют, эти величины имеют номиналы 0 и +5 В соответственно. Компьютер не способен реагировать па промежуточный уровень, например +2 В; отрицательное напряжение илп положительное напряжение, превышающее +5 В, могут легко его повредить.
Следовательно, чтобы подготовиться к изучению компьютеров в аналитических приборах, мы должны рассмотреть некоторые цифровые приборы и преобразователи, которые заполняют пробел между областью цифровых и аналоговых сигналов. * !!огпческая ! и О, или «истина» и «аожь» соответственно.— 'Прил. палев. 574 Глава 27 В ~ ИЛИ В""ад — — ~ Ва С л~ — ~ Выпд в — ппи пе С в — — ~ и)- — "" — Выпад  — И-НЕ С Рнс.
27.29. Логическое устройство ИЛИ вЂ с тремя вхадпмн н его таблица нстпппостп. Рпс. 27-28. Логнческое устройство И вЂ” НЕ с тремя входами н его таблица нстнпностп. Л вЂ” ~ ~а — Выпад Выхад о .о+о о г )1 в ) )'нный' — Выпад В о о)о д Рпс. 27-2б. Логическое устройство И Рнс. 27-25. Логическое устройство с тремя входами н ега таблица нс- ИЛИ с тремя входами н его таблица тпнностп. нстпнностн.
Рпс. 27-27, Логическое устройство НЕ (нпвертор) н его тпблпцв нстннностн. Логические устройства. Эти устройства управляют прохождением сигнала; те из них, которые мы рассмотрим сейчас, функционируют как модели логических команд. Существует три основных типа устройств, называемых И, ИЛИ и ннверторы (НЕ). Их работу удобно описывать с помошью таблиц истинности. На рис. 27-26 изображено устройство И с тремя входами (А, В и С) и одним выходом. Соответствующая таблица истинности показывает, что для всех входов, равных 1, выход также равен 1, во всех других случаях он равен нулю. Цифры 1 и 0 часто используются как эквиваленты потенциалов ВЫСОКИЙ (Н10Н) и НИЗКИЙ ((.От(г) соответственно, но в описаниях приборов цифры иногда заменяются буквами Н и 1.; для уровня сигнала +6 В ставится или Н, или 1.
На рис. 27-26 и 27-27 изображены устройства ИЛИ и НЕ (ннвертор). Устройство И и устройство ИЛИ могут иметь в принципе любое число входов, но инвертор имеет лишь один вход. Эасхаронпыс гхечы в зпзлп пщескнх приборах 575 Рнс. 27-30. Логическое устранства исключающее ИЛИ (о), построенное нз отдельных устройств, его таблица истинности (б), его обознпченпе (в). Сочетая инвсртор с устройствами И и ИЛИ, можно получить логические функции И вЂ” 11Е и ИЛИ вЂ” НЕ соответственно (рис. 27-28 и 27-29), Каждое из этих устройств может быть выполнено на основе одного или двух отдельных транзисторов (плюс необходимые вспомогательные элементы), но на практике их оформляют как ИМС, обычно с несколькими устройствами в одном корпусе. Два типа наиболее распространенных устройств носят названия ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика) и устройства на МДП-транзисторах.
МДП-транзисторные элементы используются реже, чем ТТЛ, так как они имеют более медленный отклик из-за относительно высокой входной емкости. 575 Глава 27 х ' и-не Г Рис. 27-33. Мав1ег/в1атс 7К-триггер. 19 халва м 537 Логические элеменгы можно соединять непосредственно друг с другом н получать более сложные устройства, как, например, на рис. 27-30, которое называется исклю тающее ИЛИ. Таблица истинности получается при перечислении состояний в промежуточных точках Р и Я, которые при объединении дают состояние выхода.
Особенно ценное сочетание представляет собой исключающее ИЛИ, дающее «высокий» выход, если «высок» любой из-входов, но не оба входа вместе. Триггеры, счетчики и регистры. Триггером называют схему, которая в простейшем виде состоит из двух элементов (либо И вЂ” НЕ, либо ИЛИ вЂ” НЕ), соединенных между собой, как показано на рис. 27-3!. Буквы 5 и )сг (от англ.
зе1 — устанавливать и гезе1 — сбрасывать) обозначают входы, тогда как Я и Я— выходы (обозначение взято из булевой алгебры; Ц читается как «1,! с чертой» или «не-«7» и означает, что, в каком бы состоянии ни было с7, 1,! находится в противоположном состоянии). В нормальном режиме входы )с и 5 находятся в состоянии логической 1. Мгновенный переход входа 5 в 0 дает О=-1 и О=О, тогда как моментальное заземление )с дает О=0 и 9=1, причем оба состояния стабильны. Отметим, что выход О может быть установлен (зе1) до 1 илн сброшен (гезе1) до О.
После установки схемы последующие изменения 5 несущественны. Это же справедливо для случая сброса. Если )т' и 5 оба становятся нулями, тогда Я н Я оба станут единицами; при возвращения обоих входов одновременно к 1 выходы непредсказуемо перейдут в сброшенный или установленный вид, следовательно, таких действий следует избегать. Рве. 27-31. 7сл-триггср, построенный пт двух устройств И вЂ” ИП. Рпс. 27-32.
77-триггер, построенный нз лы пассив» иле»сигов, 'у~си~ровное сленга в впали пгвесинх приборах 577 Другой вариант триггера, .О-триггер, изображен на рис 27-32. Он состоит из 7«5-триггера с добавлением еще двух элементов И вЂ” НЕ и инвертора на входе. Вход С присоединен к «шсам», которые дают цуг импульсов, представляющих временнбй сигнал. Анализ схемы показывает, что сигнал (1 или О), поступающий на вход 17 («данные»), появится на выходе Я, как только будет получен импульс часов. Затем Я остается неизменным в течение времени, пока часы выдают 1 (Н16Н). Эта схема широко используется для задержки, т.
е. для хранения в ее памяти одного бита данных, чтобы им могла воспользоваться какая-либо другая схема. Рассмотрим для примера цифровой вольтметр: он должен почти мгновенно реагировать на изменение входного сигнала, но глазу наблюдателя требуется секунда или более, чтобы считать данные. Устройство задержки данных, дающее один импульс часов за 2 или 3 с, сохранит значение частоты, чтобы его можно было прочесть, прежде чем стереть. Другой подобной схемой является шаз1ег/з(аие (от англ. гпаз1ег — хозяин, т.
е, основной, и з!аче — раб, т. е. вспомогательный) УК-триггер. Это устройство содержит два 0-триггера, соединенных между собой (рис. 27-33). Поступающий бит данных (при У илн К) проходит на первый, основной триггер (элементы 3 и 4), только если сигнал часов есть 1. Затем он переносится на второй, вспомогательный триггер (элементы 7 и 8) в момент, когда сигнал часов становится нулем. При соединении )сг и 5 сигналы также могут прямо идти на вспомогательный элемент. Этот универсальный триггер имеет то преимущество, что благодаря связи таз(ег!з)аре сигналы, временно хранящиеся в основном триггере, не подвергаются воздействию данных, находящихся во вспомогательном триггере, и наоборот. 373 Глава 27 >гмпу пс о с в л О яснпкп Злпд Рпс. 27.34. 4-Бптовый двоичный счетчик на основе ХК-трнггера (а), его табляца пстппнос|п (6), его временнйя диаграмма (в).
Триггеры могут быть соединены в каскады, называемые рееиетрами, что позволяет им выполнять специальные задачи. Двоичный счетчик, например, может быть сконструирован из последовательно соединенных УК-триггеров, как на рис. 27-34 (7- и К-входы не используются, но должны быть присоединены к +5 В). Каждый импульс часов вызывает переход выхода Я триггера Т-1, либо 1>-0, или 0->-1. Этот сигнал приходит на вход Т-2 и так далее вдоль цепи, делящей частоту надвое для каждой строки, как показано на рис, 27-34,в. Значения сигнала на каждом выходе от А до Р перечислены в таблице (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
