Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 210
Скачиваний: 4
Л.М.Гольденбѳрг
ИМПУЛЬСНЫЕ И ЦИФРОВЫ Е
Л. М. ГОЛЬДЕНБЕРГ
ИМПУЛЬСНЫЕ
И ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
Допущено Министерством связи СССР
в качестве учебника для электротехнических институтов связи
ИЗДАТЕЛЬСТВО «СВЯЗЬ»
МОСКВА 1973
6Ф2
Г63
УДК 621.374:681.3
Гольденберг Л. М.
Г63 |
Импульсные |
и |
цифровые |
устройства. |
Учебник |
|
для вузов. М., «Связь», |
1973. |
|
|
|||
|
496 с. с мл., табл., библ. |
|
|
|
||
|
В книге излагаются основы теории и расчета импульсных и циф |
|||||
ровых устройств. Основное внимание уделяется устройствам на полу |
||||||
проводниковых приборах, |
в том |
числе на интегральных схемах. |
||||
|
Рассматриваются |
линейные |
импульсные элементы, |
ключепме |
||
схемы, триггеры, генераторы импульсов, |
функциональные |
устройства |
||||
техники связи и управления (регистры, |
счетчики, селекторы импуль |
|||||
сов |
и т. д.). |
|
|
|
|
|
Учебник, предназначенный студентам радиотехнических специаль ностей, будет полезен и специалистам, работающим в области импуль сной и цифровой техники.
6Ф2
©Издательство «Связь», 1973 г.
РЕ Ц Е Н З Е Н Т Ы : КАЛАБЕКОВ Б. А., ЛЕИТЕС Р. Д.
Гос. публичная
наѵ-.мо-техничі ,*кая
б бгио сіла OvC^
ЗКЗЕІ'ИГІ 3 P 52 ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА
ОГЛАВЛЕНИЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
Стр. |
П редисловие................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
Введение................................................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
I. |
л и н е й н ы е э л е м е н т ы и м п у л ь с н ы х у с тро й с тв |
|
||||
|
1.1. Методы анализа линейных импульсных |
у с т р о й с тв ............................ |
14 |
|||||
|
1.2. Переходный процесс |
в цепи первого порядка...................................... |
16 |
|||||
1.3.1. |
1.3. RC-и |
RL - ц е п и ................................................................................................. |
|
|
|
|
18 |
|
Методы |
рассм отрения......................................................................................... |
|
|
|
18 |
|||
1.3.2. |
Реакции |
/?С-цепи |
(Я/. - цепи) на некоторые типовые воздействия . . . 20 |
|||||
1.3.3. |
Передача импульсов через /?С-цепи {RL-цепи).............................................. |
22 |
||||||
1.3.4. |
Разделительные RC-цеп и ..................................................................................... |
|
|
|
26 |
|||
1.3.5. |
Укорачивающие (дифференцирующие) ц е п и .................................................. |
28 |
||||||
1.3.6. Расширяющие (интегрирующие) ц еп и .............................................................. |
|
32 |
||||||
1.4.1. |
1.4. Резисторно-емкостные д е л и т е л и .............................................................. |
|
33 |
|||||
Резисторные делители . |
.....................................................................................33 |
|||||||
'1.4.2. |
Резисторные делители |
с несколькими входами............................................. |
35 |
|||||
1.4.3. |
Резисторные делители с емкостной нагрузкой.............................................. |
35 |
||||||
1.4.4. |
Резисторно-емкостные делители......................................................................... |
|
|
36 |
||||
|
1.5. Колебательные контуры ударного возбуждения.................................. |
38 |
||||||
|
1.6. Линин задержки............................................................................................ |
|
|
|
|
43 |
||
1.7.1. |
1.7. Импульсные |
трансформаторы ................................................................. |
|
50 |
||||
Общие свед ен и я |
.................................................................................................... |
|
|
И Т |
|
50 |
||
1.7.2. |
Параметры |
и эквивалентная ..........................................................схема |
|
50 |
||||
1.7.3. |
Искажения |
трансформируемых импульсов |
. . ...........................................55 |
|||||
|
|
|
|
2. |
к л ю ч е в ы е схем ы |
|
||
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
2.1. Общие сведения |
|
|
|
|
60 |
||
2.2.1. |
2.2. Диодные к л ю ......................................ч и |
|
|
|
|
64 |
||
Диодно-резисторные .................................................................................ключи |
|
|
64 |
|||||
2.2.2. |
Диодно-резисторные ......................................логические элементы ( Д Л ) |
73 |
||||||
2.2.3. |
Многоступенчатые .......................диодно-резисторные логические схем ы |
79 |
||||||
2.2.4. |
Диодно-трансформаторные .....................................................................ключи |
ключи, |
|
83 |
||||
|
2.3. Насыщенные |
транзисторные |
ключи на электронных |
|||||
2.3.1. |
л а м п а х |
|
|
|
|
|
83 |
|
Насыщенные транзисторные ключи с общим эмиттером. |
Стати |
|||||||
|
ческие р е ....................................................................................................ж и м ы |
|
|
|
|
|
83 |
|
2.3.2. ^Насыщенные транзисторные ключи с общим эмиттером. Переходные |
||||||||
2.3.3. |
Транзисторные .................................................. ...ключи с общей базой |
|
. 107 |
|||||
2.3.4. Транзисторные ключи |
с |
общим |
коллектором. Эмнттерные |
повто |
||||
2.3.5. |
рители . |
|
.................................................................................................................. 108 |
|||||
Транзисторный ..............................................к л ю ч -зв езд а |
|
|
ПО |
|||||
2.3.6. |
Ключи на |
составных транзисторах |
. ..............................................................ПО |
|||||
2.3.7. |
Ключи на ........................................................................электронных лам пах |
|
|
112 |
||||
|
2.4. Цепи ..................................................................связи между ключами |
|
|
IJ3 |
||||
1* |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стр. |
2.4.1. |
Общие |
сведен и я.................................................................................................... |
|
|
с |
резистивной |
и |
резистивно-емкостной |
113 |
|||
2.4.2. |
Насыщенные |
|
ключи |
|
114 |
|||||||
2.4.3. |
связью |
................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыщенные ключи с непосредственной с в я зь ю ........................................... |
119 |
|||||||||||
2.4.4. |
Насыщенные |
ключи |
с |
|
емкостной с в я зь ю ...................................................... |
|
|
121 |
||||
2.4.5. |
Насыщенные |
ключи |
с диодной |
с в я зь ю .......................................................... |
|
|
123 |
|||||
2.4.6. |
Насыщенные |
ключи |
с трансформаторной с в я зь ю .............................. |
. 124 |
||||||||
2.4.7. |
Цепи связи |
ламповых |
|
к л ю ч ей ......................................................................... |
|
|
130 |
|||||
|
2.5. Ненасыщенные транзисторные к л ю ч и ...................................................... |
|
|
130 |
||||||||
2.5.1. Ключи ОЭ с диодной |
фиксацией...................................................................... |
|
|
130 |
||||||||
2.5.2. |
Ненасыщенные |
ключи |
ОЭ |
с |
нелинейной |
отрицательной обратной |
||||||
2.5.3. |
связью |
................................................................................................................... |
|
переключатели |
т о к а |
|
|
131 |
||||
Транзисторные |
|
|
136 |
|||||||||
|
2.6. Транзисторные логические элементы на дискретных и интеграль |
|||||||||||
2.6.1. |
ных ком понентах................................................................................................ |
|
|
|
элем ентов |
|
|
140 |
||||
Характеристики |
логических |
|
|
140 |
||||||||
2.6.2. |
Резисторно-транзисторные логические элем енты ........................................... |
143 |
||||||||||
2.6.3. |
Диодно-транзисторные |
|
логические эл ем ен ты |
.............................................. |
148 |
|||||||
2.6.4. |
Транзисторно-транзисторные логические элем енты ....................................... |
156 |
||||||||||
2.6.5. |
Транзисторные |
логические элементы с резистивными н непосредст |
||||||||||
2.6.6. |
венными связями .................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
162 |
|||
Транзисторные логические элементы .на переключателях тока . . . . |
167 |
|||||||||||
2.6.7. |
Микромощные цифровые интегральные с х е м ы |
.............................................. |
173 |
|||||||||
|
2.7. Ключевые схемы на полевых транзисторах ....................................... |
174 |
||||||||||
2.7.1. Классификация и характеристики полевых транзисторов....................... |
174 |
|||||||||||
2.7.2. |
Сопоставление свойств и возможных применений полевых и биполяр |
|||||||||||
2.7.3. |
ных транзисторов ............................................................................................ |
|
|
|
|
в н агр у зк е |
|
178 |
||||
Ключи |
с линейным резистором |
|
179 |
|||||||||
2.7.4. |
Ключи |
с МДП |
транзистором в н агр у зк е ...................................................... |
|
|
181 |
||||||
2.7.5. |
Логические |
элементы |
|
......................................................................................... |
|
|
|
|
186 |
|||
|
2.8. Ключевые схемы на. ферромагнитных сердечниках с прямоуголь |
|||||||||||
2.8.1. |
ной петлей гистерезиса |
( П П Г ) .......................................................................... |
П П Г |
186 |
||||||||
Статические |
характеристики |
сердечников с |
186 |
|||||||||
2.8.2. |
Переключение сердечника с |
ППГ импульсом |
т о к а ................................... |
188 |
||||||||
2.8.3. |
Магнитная двоичная |
я ч е й к а ............................................................................. |
|
|
|
196 |
||||||
2.8.4. |
Феррит-днодные |
схемы ..................................................................................... |
|
|
|
|
198 |
|||||
2.8.5. |
Логические |
элементы |
|
......................................................................................... |
|
|
|
|
200 |
|||
|
|
|
|
3. |
|
ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ |
|
|||||
3.1.1. |
3.1. Ограничители амплитуды и м п у л ьсо в |
.................................................... |
|
204 |
||||||||
Общие |
сведен и я .................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
204 |
|||
3.1.2., Диодные ограничители....................................................................................... |
|
|
|
|
205 |
|||||||
3.1.3. Усилители-ограничители.............................. |
|
|
|
|
210 |
|||||||
3.1.4. Применение ограничителей................................................................................ |
|
|
|
211 |
||||||||
3.1.5. Динамическое смещение. Фиксаторы уровня.................................................. |
|
213 |
||||||||||
|
3.2. Усилители-формирователи укороченных импульсов ......................... |
217 |
||||||||||
3.2.1. Общие |
с в е д е н и я ...................................... |
|
|
|
|
|
|
|
217 |
|||
3.2.2. Усилители-формирователи.с,укорачивающей .цепыо на выходе . . . |
. 217 |
|||||||||||
3.2.3. Усилители-формирователи |
с укорачивающей |
цепыо на входе . . . |
. 220 |
|||||||||
|
3.3.. Усилители-формирователи, расширенных импульсов ........................... |
223 |
||||||||||
|
3.4. Формирователи импульсов с контурами ударного возбуждения |
. 224 |
||||||||||
|
3.5. Формирователи импульсов |
с линиями |
задерж ки................................. |
226 |
||||||||
3.5.1. Нестационарные процессы в длинной линии................................................. |
|
226 |
||||||||||
3.5.2. Формирователи |
импульсов |
.............................................................................. |
|
|
|
229 |
||||||
3.6.1. |
3.6. Импульсные устройства на диодах с накоплением заряда . . . |
. 234 |
||||||||||
Общие с в е д е н и я ................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
234 |
||||
3.6.2. |
Формирователи крутых перепадов напряж ения....................................... |
235 |
4
4. ТРИГГЕРЫ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стр. |
|
4.1. Общие сведен и я .......................................................................................... |
|
|
240 |
|||||
|
4.2. Симметричные триггеры на транзисторах. Статические режимы . 242 |
||||||||
4.2.1. Принцип работы и условия работоспособности....................... |
'. . . .242 |
||||||||
4.2.2. |
Влияние нагрузки. . ..........................................................................................245 |
||||||||
4.2.3. Триггеры с |
автоматическим смещением....................................................... |
|
246 |
||||||
|
4.3. Симметричные триггеры на транзисторах. Переходные процессы . 247 |
||||||||
4.3.1. Основные этапы переключения триггера....................................................... |
|
247 |
|||||||
4.3.2. Быстродействие триггера |
.................................................................................. |
|
251 |
||||||
|
4.4. Расчет симметричных триггеров на транзисторах............................. |
|
254 |
||||||
4.4.1. Общие |
с в е д е н и я ................................................................................................. |
триггера |
|
254 |
|||||
“4.4.2. Р.асчет |
насыщенного |
|
255 |
||||||
4.4.3. Расчет |
ненасыщенного триггера на ключах с О О С ................................ |
|
256 |
||||||
4.5.1. |
4.5. Схемы |
запуска |
симметричных т р и г г е р о в ............................................ |
|
257 |
||||
Схемы |
раздельного |
з а п у с к а ........................................................................... |
|
257 |
|||||
4.5.2. |
Схемы |
общего зап у ск а ...................................................................................... |
|
|
261 |
||||
4.5.3. |
Расчет |
цепей |
запуска.......................................................................................... |
|
|
263 |
|||
|
4.6. Несимметричные триггеры на транзисторах (триггеры с эмиттер- |
||||||||
4.6.1. |
иой |
связью .).......................................................................................................... |
|
|
|
265 |
|||
Общие св ед ен и я .................................................................................................. |
|
|
|
265 |
|||||
4.6.2. |
Статические |
режимы............................................................................................. |
|
|
267 |
||||
4.6.3. |
Переходные |
п р о ц ессы ....................................................................................... |
|
|
271 |
||||
4.6.4. |
Расчет и применение триггеров с эмиттерной связью ............................. |
|
272 |
||||||
|
4.7. Триггеры |
с дополнительной сим м етрией ............................................ |
|
274 |
|||||
4.8.1. |
4.8. Триггеры |
на цифровых интегральных с х е м а х .................................... |
|
276 |
|||||
Общие |
св ед ен и я .................................................................................................. |
|
|
|
276 |
||||
•4.8.2. |
/?5-триггеры .......................................................................................................... |
|
|
|
279 |
||||
4.8.3. |
Г-триггеры............................................................................................................. |
|
|
|
|
282 |
|||
4.8.4. |
О-триггеры................................................................................................. |
|
|
|
|
28 |
|||
4.8.5. |
У/С-триггеры......................................................................................................... |
|
|
|
287 |
||||
|
4.9. |
Триггеры на полевых тран зи сторах .................................................... |
|
288 |
|||||
|
4.10. Триггеры на электронных л а м п а х ........................................................ |
|
289 |
||||||
|
|
|
|
|
|
5. |
МУЛЬТИВИБРАТОРЫ |
|
|
|
5.1. Общие сведен ия.......................................................................................... |
|
связями . |
291 |
|||||
|
5.2. Ждущие |
мультивибраторы с коллекторно-базовыми |
. 293 |
||||||
5.2.1. Принцип действия и условия работоспособности.................................... |
|
293 |
|||||||
5.2.2. Основные количественные соотношения....................................................... |
|
296 |
|||||||
|
5.3. |
Автоколебательные мультивибраторы с коллекторно-базовыми |
298 |
||||||
|
с в я з я м и ................................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|||
5.3.1. Принцип действия и условия работоспособности................................... |
|
298 |
|||||||
5.3.2. Основные количественные |
соотношения....................................................... |
|
301 |
||||||
5.3.3. Особенности |
мультивибраторов на дрейфовых транзисторах . . . . |
303 |
|||||||
|
5.4. |
Методы улучшения характеристик мультивибраторов................. |
304 |
5.5.Расчет мультивибраторов с коллекторно-базовыми связями . . 306
5.6. |
Мультивибраторы |
с эмиттерной с в я з ь ю ............................................ |
307 |
5.7. |
Мультивибраторы с ненасыщающимися транзисторами................. |
309 |
|
5.8. |
Мультивибраторы |
на интегральных схемах........................................ |
310 |
5.9. |
Мультивибраторы на МДП транзисторах ........................................ |
314 |
|
5.10. Мультивибраторы |
за электронных л а м п а х ........................................ |
314 |
|
5.11. Некоторые применения мультивибраторов........................................ |
316 |
||
|
6. |
БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ |
|
6.1. Общие сведен и я .......................................................................................... |
|
319 |
|
6.2. Ждущие блокинг-генераторы................................................................... |
319 |
5
|
|
|
Стр. |
6.2.1. |
Схема и принцип действия............................................................................... |
319' |
|
6.2.2. |
Основные количественные соотношении........................................................ |
325 |
|
6.2.3. |
Выбор параметров ждущего блокпнг-генератора..................................... |
334 |
|
6.2.4. |
Способы запуска и снятия выходного импульса........................................ |
336 |
|
|
6.3. Автоколебательные блокинг-генераторы................................................ |
338 |
|
|
6.4. Блокинг-генераторы на транзисторах О Б ............................................ |
340 |
|
|
6.5. Блокинг-генераторы на сердечниках с прямоугольной |
петлей |
|
|
гистерезиса.............................................................................................................. |
|
342 |
|
6.6. Применение блокинг-генераторов в качестве преобразователей |
||
|
постоянного напряжения |
и генераторов напряжения прямоугольной |
|
|
ф о р м ы .................................................................................................................... |
|
345 |
|
6.7. Блокинг-генераторы |
на электронных лампах......................................... |
346 |
7.СИНХРОНИЗАЦИЯ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ И ДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ
7.1. Общие свед ен и я ........................................................................................... |
347 |
7.2.Синхронизация блокинг-генераторов короткими импульсами . . . 348
7.2.1.Установление режима синхронизации . . .................................................... 348
7.2.2. |
Режимы синхронизации...................................................................................... |
350 |
7.2.3. |
Графическое изображение областей синхронизации . . ■ ..................... |
352 |
|
і7.3. Синхронизация блокинг-генераторов синусоидальным напряжением |
355 |
|
7.4. Синхронизация мультивибраторов............................................................ |
357 |
|
7.5. Применение синхронизированных релаксаторов в качестве дели |
|
|
телей частоты импульсов.................................................................................. |
359 |
8.ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА ПИЛООБРАЗНОЙ ФОРМЫ
8.1.Принципы формирования напряжения пилообразной формы . . . 368
8.2.Простейший генератор пилообразного напряжения с зарядом
|
конденсатора через резистор........................................................................... |
368 |
|
8.3. Стабилизаторы т о к а ................................................................................... |
367 |
8.3.1. |
Основные п а р а м е тр ы ....................................................................................... |
367 |
8.3.2. |
Стабилизаторы тока на транзисторах ...................................................... |
369- |
8.3.3. |
Особенности ламповых стабилизаторов т о к а ............................................ |
376 |
|
8.4. Классификация генераторов со стабилизаторами т о к а ................. |
378 |
|
8.5. Генераторы линейно растущего напряж ения..................................... |
379 |
|
8.6 . Генераторы линейно падающего напряжения..................................... |
383 |
|
8.7. Компенсационные генераторы с положительной обратной связью . 385 |
|
|
8.8. Компенсационные генераторы с отрицательной обратной |
связью 389 |
|
8.9. Коррекция нелинейности в генераторах пилообразного напряжения 393 |
|
|
8.10. Расчет генераторов пилообразного напряж ения............................. |
395 |
|
8.11. Особенности ламповых генераторов пилообразных импульсов |
|
|
напряж ения.......................................................................................................... |
397 |
|
8.12. Ждущие и автоколебательные релаксационные генераторы с ли |
|
|
нейным разрядом конденсатора .................................................................. |
398 |
8.12.1.Ждущие мультивибраторы с линейным разрядом конденсатора . . . 398
8.12.2.Автоколебательные мультивибраторы с линейным разрядом конден
сатора .................................................................................................................. |
402 |
8.12.3. Ф антастроны ...................................................................................................... |
404 |
8.12.4. Оценка погрешности преобразования уровня напряжения во |
вре |
менной интервал.................................................................................................. |
406 |
8.13. Принципы получения импульсов тока пилообразной! формы |
. . 408 |
8.14. Схемы генераторов пилообразного то к а ............................................ |
415 |
9.ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРАХ
СОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
9.1. |
Общие сведения........................................................................................... |
418 |
9.2. |
Импульсные устройства на туннельных диодах................................. |
419 |
6