hhis1 (558067)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

П. Хоровиц, У. Хилл ИСКУССТВО СХЕМОТЕХНИКИ Издание 5-е, переработанное Перевол с английского Б. Н. Броннна, А. И. Коротова, М. Н. Микшиса, Л. В. Поспелова. О. А. Соболевой, Ю. В. Чечеткина Москва «Мир» 1998 ГЛАВА 1 ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ ВВЕДЕНИЕ Электроника имеет короткую. ио богатую собьггиями историю.

Первый ее период связан с простейшими передатчвхамн ключевого действия и способными воспринимать их сигналы приемивхами, которые появились в начале нашего века. Затем наступила эпоха вакуумных ламп, которая ознаменовала собой возможносп претворения в жизнь смелых идей. Сейчас мы являемся свидетелями нового этапа развития электроники, связанного с появлением элементов на твердом теле и характеризующегося неиссякаемым потоком новых ошеломляюших достижений. Технология изготовления болъших интегральных схем (БИС) дает возможность производить такие кристаллы кремния, на основе которых создают калькуляторы, вычислительные машины и даже «говорящие машины» со словарным запасом в не~голько сотен слов.

Развитие технологии сверхбольших интегральных схем открывает возможность создания еще более замечательных устройств. Наверное, стоит сказать и о том, что в истории развития электроники наблюдается тенденция уменьшения стоимости устройств при увеличении объема их производства. Стоимость электронной микросхемы, например, постоянно умею; шается по отношению к единице ее первоначальной стоимости по мере совершенствования процесса производства (см.

рис. 8.87). На самом деле зачастую панель управления и корпус прибора стоят дороже, чем его электронная часть. Если вас заинтересовали успехи электроники и если у вас есп желание самостоятельно конструировать всевозможные хитроумные вещи, которые были бы надежны, недороги, просты и красивы, то эта книга — для вас. В ней мы попытались раскрыть предмет электроники, показать, как он интересен и в чем состоят его секрегы.

Первую главу мы посвящаем изучению законов, практических правил и хитростей. составляюших в нашем понимании основу искусства электроники. Начинать всегда следует с самого начала, поэтому мы выясним, что такое напряжение, ток„ мошность и из каких компонентов состоит электронная схема. На первых порах, пока вы не научитесь видеть, слышать, осязать и ощущать электричество, вам придется столкнуться с определенными абстрактными понятиями (их особенно много в гл. 1), а также увязать свои представления о них с показаниями таких визуальных приборов, как оспиллографы и вольтметры. Первая глава содержит в себе много математики, больше, чем другие главы, несмотря на то, что мы старались снести математические выкладки к минимуму и хотели бы способствовать развитию интуитивного понимания построения и работы электронных схем.

Раз уж мы занялись основами электроники, нам следует прежде всего начать с так называемых активных схем ~усилителей, генераторов, логических схем и т.п.), благодаря которым электроника и вызывает к себе такой интерес. Читатель, у которого уже есть некоторые знания по электронике, может эту главу пропустить. Она предназначена для тех, кто прежде электроникой никогда не занимался. Итак, приступим к делу. НАПРЯЖЕНИЕ, ТОК И СОПРОТИВЛЕНИЕ 1.01. Напряжение и ток Напряжение и ток — это количественные понятия, о которых следует помнить всегда, когда дело касается электронной схемы.

Обычно они изменяются во времени, в противном случае работа схемы не представляет интереса. Напряженна (условное обозначение !1, иногда Е). Напряжение между двумя точкми — это энергия (или работа), котория затрачивается на перемещение единичного положительного заряда вз точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом (т.е. первая точка имеет более отрипательный потенпиал по сравнению со второй). Иначе говоря, это энергия, которая высвобождается, когда единичный заряд «сползает» от высокого потенпиала к низкому. Напряжение называют также разностью иотенииалав или Элен»Чюдвижуи!вй силой (э.д.с.).

Единицей измерения напряженна служит вольт. Обычно напряжение измеряют в вольтах (В), киловольтах (1 кВ = 10' В), миллнвольтах (1 мВ = 10 з В) или михровольтах (1 мхВ = Ю ь В) (см. Равд. «Приставки для образования кратных и дальных измерения», напечатанный меллим шрифтом). Для того чтобы переместить заряд величиной 1 кулон между точками, имеющими разность потенциалов величиной 1 вольт, необходимо соверпвггь работу в 1 джоуль.

(Кулон служит единицей измерения электрического заряда и'равен зарялу приблизительно 6. 10гь электронов.) Напряжение, измеряемое в вйновольтах (1 нВ = 1О ' В) или в мегавбльтах (1 мВ = 10' В), встречается редке) вы убедитесь в этом. прочитав всю книг). Тви (условное обозначение !). Ток — зто скорость перемещения электрического зар|ща в точке Едвпацей измерения тока слУжит ампер. Обычно ток измеряют в амперах (А). миллиамперах (1 мА = = 10 з А) микроамперах (1 мкА = = 10 ' А). наноамперах (1 нА = 10 з А'1 н вногда в пикоамперах (1 пкА = Ю "- А).

Ток величиной ! ампер создается перемещением заряда величиной 1 кулон за время, равное 1 с. Условились считать. что ток в пепи протекает оз точки с более поло~кительным потенпналом к точке с более отрипатеш ным потенциалом, хотя электрон перемещается в противоположном направлении. Запомните: напряжение всегда измеря- ется между двумя точками схемы, ток всегда протекает через точку в схеме нли через какой-нибудь элемент схемы. Говорить «напряжение в резисторе» нельзк — зто неграмотно. Однако часто говорят о напряжении в какой-либо точке схемы.

При этом всегда подразумевают напряжение между этой точкой и «землей», т. е, такой точкой схемы, потенциал которой всем известен. Скоро вы привыкните к такому способу измерения напряжения. Напряжение создается путем воздействия на электрические заряды в таких устройствах, как батареи (электрохимические реакции), генераторы (взаимодействие магнитных сил), солнечные батареи (фотогальванический эффект энергии фотонов) и т. и. Ток мы налучавм, прикладывая напряжение между точками схемы. Здесь, пожалуй, может возникнуть вопрос, а что же такое напряжение и ток на самом деле, как они выглядят? Для того чтобы ответить на этот вопрос, лучше всего воспользоваться таким электронным прибором, как осциллограф. С его помощью можно наблюдать напряжение (а иногда и ток) как функцию, взменяющуюся во времени.

Мы будем прибегать к показаниям осциллографов, а также вольтметров для характеристики свгналов. Для начала советуем посмотреть приложение А, в котором идет речь об осциллографе„и разд. «Универсальные измерительные прнборь»х напечатанный мелхвм шрифтом. В реальных схемах мы соединяем элементы между собой с помощью проводов. металлических проволников. каждый из которых в каждой своей точке обладает однвм и тем же напряжением (по отношению. скажем.

к земле). В области высоких частот илн низкнх полных сопротивлений это утверждение не совсем справедливо. н в свое время мы обсудим этот вопрос Сейчас же примем это допущение на веру Мы упомянули об этом для того. чтобы вы поняли. что реальная схема не обязательно должна выглядеть как ее схематическое изображение„так как провода можно соединять по-разному 10 Глава 1 Рнс Запомните несклько простых правил. касающихся тока и напрюкения. 1. Сумма токов.

втекаюшнх в точку. равна сумме токов, вытекающих нз нее (соХранение заряда). Иногда это правило называют законом Кирхгофа лзя токов. Инженеры любят называть тахую точку схемы узлом. Из этого правила вытекает следствие: в последовательной пепи(представляющей собой группу элементов, имеющих по два конца и соединенных этими концами один с другим) ток во всех точках одинаков. 2.

При параллельном соединении элементов (рис. 1.1) напряжение на кажлом из элементов одинаково. Иначе говоря, сумма падений напряжения между точками А и В, измеренная по любой ветви схемы, соедиюпощей эти точки, одинакова и равна напряжению между точками А и В. Иногда зто правило формулируется так: сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре схемы равна нулю. Это закон Кирхгофа для напряжений. 3. Мощность (работа, совершенная за единицу времени), потребляемая схемой, определяется следующим образом: Р= П1. Вспомним, как мы определили напряжение и ток, и получим, что мощность равна: (работа/заряд) . (Заряд(время). Если напрюкение Г( измерено в вольтах, а ток 1 — в амперах, то мощность Р будет выражена в ваттах. Мощность величиной ! ватт — это работа в 1 джоуль, совершенная за 1 с (1 Вт = 1 Дж1с). Мощность рассеивается в виде тепла (как правило) или иногда затрачивается на механическую работу (моторы), переходит в энергию излучения (лампы, передатчики) или накапливается (батареи, конденсаторы).

Характеристики

Тип файла DJVU

Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.

Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.

Список файлов книги