Boit_K__Cifrovaya_yelektronika_BookZZ_or g (773598), страница 41
Текст из файла (страница 41)
чтл ыелнын уровни Преобразователи уровня предназначены для преобразования уровней напряжения и тока схем одного семейства в уровни напряжения и тока схем другого семейства. Преобразователи уровня по другому называются интерфейсными схемами (интерфейс, англ. — связь). мы воспроизведены на рис. 9.21.
Схема предоставляет возможность подав- ления нулей и контроль свечения. Для многопозиционных индикаторов все нули слева от значащих цифр могут быть выключены (рис. 9.22). Нежела- тельные цифры могут быть затемнены. У.то эт м тф 9.2.2. Структура преобразователей уровня Преобразователи уровня могут быть построены на элементах различных семейств. Особенно подходят элементы НЕ и И-НЕ. Производители микросхем дают определенные рекомендации. Рассмотрим структуру преобразователя уровня ТТЬ на СМОБ. На ТТЛ-стороне используется И-НЕ-элемент. Этот элемент должен управлять КМОП-элементом НЕ (рис.
9.24). У ТГЛ-схемы и КМОП-схемы следующие параметры: При Т,-состоянии выхода И-НЕ-элемента самое большое выходное напряжение 0,4 В. Это ниже максимального входного 2;уровня КМОП-элемента 1,5 В. Преобразователь уровня в данном случае не требуется (рис. 9.25). ТТЛ-элемент нуждается в 2,-входном токе. КМОП-элемент такой ток не выдает. Поэтому к источнику напряжения подключают резистор Ят (см. рис. 9.24). Если И-НЕ-элемент имеет Н-выходной уровень, то транзистор Т, заперт (см. рис.
9.24). Через А„на выход подается приблизительно +5 В. +з в Рне. 924. Преобразователь уровнл, построенный на ТТЛ-элементе И-НЕ н КМОП-элементе НЕ. КМОП-элемент ЛЕ ТТЛ.элемент Н-НЕ ~220 Г Р.ПР РР Ы РР Ы о в и Рие. 9.25. Диасрамма уровней ТГЛ-КМОП.
Выходной уровень не может, как обычно допустимо в ТТЛ-схемах, упасть до 2,4 В. Уровень 2,4 В недопустим для Н- входного уровня КМОП-схемы, так как ее минимальный Н-входной уровень равен 3,5 В. При вычислении номинала Я„нужно учитывать выполнение условий помехоустойчивости. Я не должен быть очень большим или очень малым. Известный производитель КМОП-схем КСА приводит следующие уравнения: ТТЛ-ВЫХППНЫВ ИРВВНН амон.ВРВПРып ИНХРНН Н вЂ” Н Х «ВВ Р ЦВ ЫХХ я ~а Нмппа Х ПВХ Х сах Я ' =319Ом 1б мА 5  — 3,5 В 1рб м А = 15 кОм. Самое малое значение от Я, обеспечивает самую большую помехоустойчивость, но слишком сильно нагружает источник напряжения.
Рационально выбрать значение в несколько кОм. Для рассмотренного преобразователя уровня выбрано: Я„= 4,7 кОм. 9.2.3. Интегральные преобразователи уровня Часто применяемые преобразователи уровня выпускаются в виде микросхем. В цифровой технике управления в большом объеме применяется семейство МПЛ-медленной помехозащищенной логики. ТГЛ-элементы часто должны соединяться с МПЛ-элементами. Элементы МПЛ-семейства используют напряжение питания 12 В и 15 В с соответствующими уровнями ь" и Н.
Преобразователь уровня ГХН181 переводит ТТЛ-уровень на МПЛ-уровень. Принципиальная схема, таблица параметров и цоколевка микросхемы Ра.Н181 представлена на рис. 9.26. Схема является в принципе И-НБ- элементом с открытым коллектором. Рабочее сопротивление коллектора присоединяется к источнику напряжения питания МПЛ-элемента (12 В нли 15 В). Выходной транзистор рассчитан на прикладываемую нагрузку.
Для рассмотренного примера преобразователя уровня получаются следующие значения: г.г.лг в ° и и Я Верх- ний предел л ниж- ний гцг елея В Единица изме- рвнив тесю- ввя схема Статические гмраметры в температурных эснвх 1 и 5 Условия испытаний тип Напряжение пзпания 4,75 5,0 из Входное напряжение Н-уровня О =475В 2,0 Входное напряжение 5-уровня и =475в 0,8 и, = 4,75 В, ив = О,В В, и =18в Выходное напряжение Н-уровня О =475В,О =208, 1, = 16 мА 0,4 Выходное напряжение 5-уровня О = 4,75 В, О = 2,0 В, 1 = 50 МА 1,0 Статическая помехоустойчивость В 1,0 0,4 Оз=525В О=55В Входной ток на канал 1,0 Нвходной ток на канал и,=525в,и =24в О = 5,25 В, Ов = 0,4  — 1 в 1,6 1.-входной ток на канал Потребляемый ток уровня Н на канал 2,0 О =бв,и,=ов 1,0 Потребляемый ток уровня 5 на канал Оз = 5 В, О, = 5 В 12 Потребляемая мощность на канал и,=и Скввжность 1: 1 24 Время переключения, при и,=бВ, 7„=25.С Н„= 760 Ом, С, =!5 пф, О .
= 12 В Время прохождения сигнала (бьютродействие) БО Логические параметры на канал Козффи цивнт разветвления по выходу Г, уровня 1О Входной нагрузочный коэффициент на канал О=АлВ Логическая функция Преобразователь уровня ТТЛ-МПЛ гЕН 181 гЕН 185 Микросхемы Р2Н 181 и РЕН 185 содержат 4 ТТЛ-МПЛ преобразователя уровня, которые могут работать, как проводное И. Для вычисления общего рабочего коллекторного сопротивления применяются приведенные ниже формулы. Допустимое напряжение на выходе 0 составляет максимально 18 В, ток — максимально 50 мА.
~~26! р р.пр е ! рр Цокоииики 944 сечррт и, \4 13 12 1! 10 9 9 Приицмииииаиии олими !Оаирр юзВмент! 1 2 3 4 3 6 7 4 В О 9, Расчет рабочего коллекторного сопротивления йх Сопротивление /?х рассчитывается по необходимому смещению напряжения и по входным и выходным токам следующим образом: и -и [в] / И/и [мкА] им - и„[в] / „+ И/, [мкА] где и „= напряжение питания рабочего сопротивления; л = число соединений И; И = число подключенных входов. Применяемое в схеме сопротивление должно быть в диапазоне между верхним А и нижним В граничными значениями.
В случае применения в качестве преобразователя уровня для схем /!2Х 181/185 ТТЛ-МПЛ 12 В: 12 — 10 [В] п250+ И1 [мкА] РЕХ 181/185 ТТЛ-МПЛ 15 В: 12 — 1,0 [В] 50+ И1,5 [мкА] 15 — 12 [В] 15 — 1,0 [В] л250+И1 [мкА] хе 50+И1,8 [мкА]' где и„= 4 для И„= 25. Рис. 9.46. Прииципиальиаа схема, таблица параметров и цоколевка микросхемы РХН 181 (8! евтепа). Контрольный тест 1. Нарисуйте схему преобразователя десятичного кода в ВСР-код (двоично-десятичный). 2. Как рассчитать преобразователь кода для любых кодов? 3. Нарисуйте схему преобразователя десятичного кода в код Айкена 4.
Рассчитайте преобразователь кода Грея (рис. 8.13) в ВСР-код (двоично-десятичный). 5. Для чего нужен преобразователь уровней? б. КМОН-схема питается от источника напряжения 3 В. Для вывода данных ее нужно заменить на микросхему стандартной ТТЛ, чтобы управлять 7-сегментым индикатором со световыми сегментами. Какие проблемы возникают при преобразовании? ГЛАВА 10 СЧЕТЧИКИ И ДЕЛИТЕЛИ ЧАСТОТЫ 10.1. Счет и разновидности счетчиков Счетом — или точнее сказать счетом иа увеличение — является непрерывное прибавление 1 к предыдущему числу. К начальному значению, которое часто равно нулю, снова и снова прибавляется 1 до завершения процесса счета.
Счетом иа уменьшение является непрерывное вычитание 1. Счет на уменьшение начинается с начального значения и продолжается до конечного. Это конечное значение может быть нулем, но не обязательно. Счет давно известен в десятичной системе счисления и является привычной операцией. Но и любая другая система счисления также пригодна для счета. Например, считать можно в двоичных числах или в шестнадцатеричной системе счисления. Также можно считать во всевозможных кодах.
Для любых задач, связанных со счетом, могут быть синтезированы электронные счетчики. Особенное значение имеют бинарные счетчики, также называемые двоичными счетчиками. Двоичные счетчики обрабатывают только сигналы О и 1. Почти все применяемые в настоящее время электронные счетчики являются двоичными. Счетчики, работающие с тремя, четырьмя или большим количеством различных входных сигналов, не имеют практического значения. Поэтому двоичный счетчик можно называть просто «счетчик». Счетчики могут работать с различными кодами или системами счисления.
Системы счисления рассматриваются как особенный код. В зависимости от поставленной задачи нужен либо суммирующий счетчик, либо вычитающий, либо реверсивный. Счетчики различаются по обрабатываемому коду и по направлению счета. Счетчики строятся на бинарных элементах. Стандартными элементами являются бистабильные ячейки, так называемые триггеры. Триггеры переключаются в определенные моменты времени. Если все трштеры переключаются одновременно, то это синхронный режим работы.
В асинхронном режиме триггеры переключаются в разные моменты времени. Счетчики, которые работают в синхронном режиме, называются синхронными счетчиками. Счетчики, которые работают в асинхронном режиме, называются асинхронными счетчиками. Счетчики разделяются на синхронные и асинхронные. Г Другие коды Г Рвс. 10.1. Обзор видов счетчиков. Существует множество возможных видов счетчиков. На рис.
10.1 приведен обзор разновидностей счетчиков. 10.2. Асинхронные счетчики В асинхронных счетчиках триггеры переключаются общим тактовым сигналом не одновременно. 10.2.1. Асинхронные двоичные счетчики Асинхронные двоичные счетчики работают в двоичной системе счисления. Они могут строиться на различных разновидностях триггеров.
Самая простая структура получается на Т-триггерах. гК- и ЯЯ-триггеры могут соединяться таким образом, что они работают как Т-триггеры (рис. 10.2). 10.2. 1. 1. Двоичные суммирующие счетчики На схеме (рис. 10.3) показан двоичный суммирующий счетчик, построенный на трех Т-триггерах. Такой счетчик называется З-битовым, или 3-раз- 10.2 А а 26%ф Рис. 10.2. Хд-трютер и ЯЯ-триггер, вкоюченные квк Т-трютер. Гг [г] Рве. 10.3. Двоичный суммирууоввуй счетчик. Оь о- Наела 3 импульса Осмм 7 импульса елл Рис.
10.4. Временные диаграммы двоичного счетчики не рис. 10.3. рядным двоичным суммирующим счетчиком. Каждый триггер имеет обьем памяти в один бит и отвечает за один бинарный разряд. Получаемый на выходе результат — двоичное число — имеет столько разрядов, сколько триггеров имеется в счетчике. Т грьптеры схемы на рис. 10.3 переключаются при переходе сигнала с 1 на О, то есть обратным Фронтом сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
