hhis2 (558068), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Логические уровни Импульсы и прямоугольные сигналы широко используются в цифровой электронике. В цифровой схеме состояние любой точки в любой момент времени определяют заранее известные уровни напряжения. Эти уровни называют просто «ВЫСОКИЙ» и «НИЗКИЙв. Они соответствуют значениям «ложь» (О) и «истина» (1) булевой алгебры логики, которая имеет дело с переменными, принимающими эти значения.
В цифровой электронике точные значения напряжений не играют роли. Задача состоит в том, чтобы различать только уровни напряжения. В связи с этим для каждого семейства цифровых логических элементов определены допустимые значения высокого и низкого уровня напряжения. Например, логическое семейство цифровых элементов «74НС» работает от напряжения + 5 В, при этом выходные уровни составляют 0 В (низкий уровень) и 5 В (высокий уровень), а порог срабатывания на входе равен 2,5 В.
Реальные значения выходного напряжения могут составлять 1 В относительно нземли» или + 5 В, но без учета ложного срабатывания. О логических уровнях речь пойдет дальше, в гл. 8 — 9. 1Л1. Источника сягиадвв Нередко источник сигнала входит ках неотъемлемая часть в саму схему. Но для испытательного режима работы очень удобен отдельный независимый источник сигнала.
В качестве такт о источника мот ут выступать трн типа приборов ~ енераторы (синусоиладьньтх', сигналов. т ене. раторы импульсов и генераторы функпнй (сигналов специальной формых Генераторы (еинусвидальных) сигналов. Генераторами сигналов называют генераторы синусоида;п,ных колебаний. которые обычно обеспечивают цтнрокий диапазон часе от 1как правило. от 50 хГц ло 50 МГп) и приспособлены ддя:тонкой регулировки амплитуды (для этой пели используется схема резнстивно~ о ледя.
геля, называемо1о аттенюатором). В не- которых генераторах предусмотрена возможность модуляции выходного сигнала (см. гл. 13). Одной из разновидностей генератора сигнала является свип-генератор (генератор качающейся частоты) — он может периодически производить развертку выходной частоты в некотором дипазоне частот. Это качество прибора очень полезно при испытаниях схем. свойства которых определенным образом зависят от частоты (например, резонансные схемы или фильтры). В наши дни эти и многие другие приборы выпускаются в исполнении, позволяющем задавать (программировать) частоту, амплитуду и другие параметры с помощью вычислительной машины или другого цифрового устройства. Еще одной разновидностью генераторов сигналов является синтезатор насмоли — устройство, которое позволяет производить точную установку частоты генерируемых синусоидальных колебаний. Частота задается цифровым способом.
часто с точностью до восьми или более знаков после запятой, и синтезируется с помощью точного эталона кварцевого генераз ора цифровыми методами, о которых речь пойдет позже (в равд. 9,27 — 9. 31). Если перед вами когда-нибудь будет стоять задача получения сигнала с абсолютно достоверным. точным значением частоты, то без синтезатора сене решить. Генераторы импульсов. Генераторы импульсов всего лишь формируют импульсы, но как совершенно они выполняют свою задачу. В них предусмотрена возможность регулировки ширины (длительности) импульса. частоты повторения.
амплитуды. времеви нарастания и других папаметров Кроме того. многие генераторы позвозяют ~енерировать пары импульсов с заланными интервалами и час гогой повторения и даже кодовые последовательности импульсов. В большинстве современных генераторов тьмпульсов предусмотрены логические выходы, обеспечивающие легкое сопрюкение с цифровыми схемами Как н в ~ енераторах синусондальных сигналов. в генераторах импульсов часто предусмотрено внешнее программирование. .:::".;.~рйикирвтврвт функций (специальных сиг- ).' Во многих отношениях генерато- , фф;фув)щий являются наиболее гибкими !,.'.;!''В(тй':Мех источников сигналов.
Они поз. е „звзптй)))т" ' формировать синусоидальные, дьиые, прямоугольные сигналы в ' широком диапазоне частот (от '"'Х'ц до 10 МГц), при этом прелусмоз. ' 11юзмолпость регулировки амплитуйьряцвния по постоянному току (по- '. тнапряясение, добавляемое к сиг" 4зногве, генераторы функций могут ' дить 'развертку частоты, причем лысих режимах (линейное или ",~:;:,':фффйфвтнческое изменение частоты во ). Промышленность выпускает 'оры функций с импульсным вы- "'(т(рияда; ови не обладают гибкостью ' =;".
з(йрй11йтпрпв импульсов) и возможностью ' ","'':~фффййж. выходного сигнала "Йтязпдвнность выпускает также про- 1 "' "' 'з(ууемые и цифровые генераторы . Втцнфровых генераторах значе- ',',,"ст ".'))йсготы' (а иногда и амплитуды) ;; -':!'ф~фййтоийтсй.в цифровом виде В послед','",! 'и)рвтй)ж)вГчимейство генераторов функции ~с4)~4МВ)гзйжь синтезирующим генерато;,': "«~ $$Вкцвн (генератором-синтезатором зт'-". )-"устройством, которое сочетает ',,внбкость генератора функций со ю и точностью синтезатора 'чнйййттйярвмером служит генератор типа ф~::ЪЙЬА;. который формирует синусои- 1К((З~))()й))~" Прямоугольные и треугольные 4ф((вб(ьт': (а также импульсы, линейно- 41'Р)йй(йцнеея сигналы, сигналы.
изменяю)хт((рья'квк функпия )так х и з. д.), в диана З1)ие чвезот от 0,001 Гц ло 50 МГп. Часчч1Р)з'::жт. :амплитуда (от 1О мВ ло 16 В от К(П(ФФ0 инка) задаются програьлзно. с по~4фййзбопрограммьт определяется также 4$4йнбе или логарифмическое изменснис !~Ывяы во времени. Помимо всег ° про- Чего устройство может работать как триг-Кяр, логическая схема, формироваз ь и(зхлескн, произволить амтьзигуднуттх ~ас. :вйкикю, импульсную молуляпию. форми'рииать частоту. управляемую напряжещ"., ем, и одиночные тзикды. И последнее. если ,Ввм хотелось бы иметь один источник Скгнанов на все случаи жизни. то лдя пой -Мели лучше подойдет генератор функций.
! КОНДЕНСАТОРЫ И ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1 Коль скоро мы начинаем рассматривать изменяющиеся сигналы напряжения и тока, нам необходимо познакомиться с двумя очень занятными элементами, которые не находят применения в цепях постоянного тока,— речь идет о конденсаторах и индуктивностях.
Скоро вы убедитесь, что эти компоненты вместе с резисторами являются основными элементами пассивных линейных цепей, сосгавляющих основу почти всей схемотехники. Особенно следует подчеркнуть роль конденсаторов †б них не обходится почти ни одна схема. Они используются при генерации колебаний, в схемах фильтров, для блокировки и шунтирования сигналов. Их используют в интегрирующих и дифференцируюших схемах.
На основе конденсаторов и индуктивностей строят схемы формирующих фильтров для выделения нужных сигналов из фона. Некоторые примеры подобных схем вы надаете в этой главе, а еше большее число интересных примеров использования конденсаторов и индуктивностей встретится вам в посдедутоших главах. Приступим к более детальному изучению конденсаторов. Явления, протекающие в конденсаторе. описываются математическими зависимостями, поэтому читателям, которые имеют недостаточную полготовку в области математики. полезно прочитать приложение Б. Не огорчайтесь, если некоторые детали не будут сразу' вполне понятны, главное-. это общее ~тонимание вопроса.
Котшенсш р !рн .. С ':,' .тто устройство. имеющее два вывода н обладающее еде дующим свонством Конденсатор. имеющий емкость с фаран. к кт торому приложено напряжение 88 Глава т Рис ! 23 Налрюкенне на «анденсаторе изменяется, когда черш него протекает ток. вольт, накапливает заряд Д кулон на одной пластине и — (1 — на другой. В первом приближении конденсаторы— зто частотно-зависимые резисторы.
Они позволяют создавать, например, частотно-зависимые делители напряжения. Для решения некоторых задач (шунтирование, связывание контуров) больших знаний о конденсаторе и не требуется, другие задачи (построение фильтров, резонансных схем, накопление энергии) требуют более глубоких знаний. Например, конденсаторы не рассеивают энергию, хотя через них и протекает ток,— дело в том, что ток и напряжение на конденсаторе смещены друг относительно друга по фазе на 90'. Продифференцировав выражение для (б (см. приложение Б), получим 1 = С(21(1,:ге(т) . Итак, конденсатор — это более сложный элемент, чем резистор; ток пропорционален не просто напряжению: а скорости изменения напряжения.
Если напряжение на конденсаторе, имеющем емкость 1 Ф, изменится на 1 В за 1 с, то получим ток 1 А. И наоборот, протекание тока 1 А через конденсатор емкостью 1 Ф вызывает изменение напряженна на 1 В за 1 с. Емкость. равная одной фараде, очень велика, и поэтому чаще имеют дело с микрофарадами (мкФ) или пнкофарадами (пФ). Для того чтобы сбить с толку непосвященных, на принципиальных схемах иногда опускают обозначения единиц измерения.
Их приходится угадывать из контекста. Например, если подать ток 1 мА на конденсатор емкостью 1 мкФ, то напряжение за 1 с возрастет на 1000 В. Импульс тока продолжительностью 10 мг вызовет увеличение напряжения на конденсаторе на !О В !рис. 1.28)! Промышленность выпускает конденсаторы разнообразных форм и размеров, через некоторое время вы познакомитесь с наиболее распространенными представителямн этого обширного семейства. Простейший конденсатор состоит ш двух проводников, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга (но не соприкасающихся между собой), настоящие простейшие конденсаторы имеют именно такую конструкцию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
