Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 232

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Из ф-лы (1.65) следует также, что с увеличением коэффи­ циента трансформации п растет и длительность нарастания вы­

ходного напряжения.

Действительно,

эквивалентная емкость

C Ä (С’іг+ С н )« 2. Так

как длительность

фронта іф пропорцио­

нальна ]/С , то, следовательно, пропорциональна п. Если при уве­ личении числа витков w2 геометрия трансформатора меняется так,

что растет Ls, то і'ф возрастает даже больше, чем в п раз.

 

 

 

В е р ш и н а

в ы х о д н о г о

и м п у л ь с а .

Во

время формиро­

вания

вершины

выходного импульса

токи

и напряжения в транс­

о)

 

 

 

 

форматоре

 

меняются

мед­

 

 

 

 

ленно, вследствие чего мож­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

но пренебречь влиянием Ls и

 

 

 

 

 

С. Эквивалентная схема при­

 

 

 

 

 

обретает вид, изображенный

 

 

 

 

 

на

рис.

1.33 г. В

этой

схеме

 

 

 

 

 

при скачке напряжения Е на

 

 

 

 

 

входе напряжение

и2

(і)

на

 

 

 

 

 

выходе

и

ток

намагничи­

 

 

 

 

 

вания изменяются по зако->

 

 

 

 

 

нам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и2 (/) — InEe

х° ,

 

 

 

 

 

 

/каж(0 =

- |: ( і

— е

T“).

 

 

 

 

 

 

где

TD=

Ькаж/Еэ\

 

Ra==

 

 

 

 

 

R r\ \ R 'a =

R

M ( R

T +

R 'tt).

t„

 

 

 

 

 

Если

длительность

 

 

 

 

 

входного импульса

мала

по

мени

тв, то при

t sc: tn можно

 

 

сравнению с постоянной вре­

записать:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и2

(t) « %пЕ (1 —

Ів /

;

/каж (/) ~

^каж

t.

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина £ относительного снижения вершины за время ИМ- пульса

»2 (0) — ^2 (іи) __

& l l 2

^ t«

Ra

£

( 1.66)

u 2 (0)

MO)

~

^-каж

'

 

Для получения малого снижения вершины необходимо иметь большое значение кажущейся индуктивности намагничивания LKаж. Кажущийся ток намагничивания /каж за время действия импульса возрастает до величины

/каж (/ц)

S':

(1.67)

 

68

Заметим, что в соответствии с ф-лой (1.66) нетрудно экспери­ ментально определить кажущуюся индуктивность намагничивания трансформатора. Для этого достаточно измерить при помощи ос­ циллоскопа снижение вершины передаваемого прямоугольного им­ пульса и затем вычислить Luam по ф-ле (1.66).

Ф о р м а в ы х о д н о г о и м п у л ь с а . Предполагается, что трансформатор является линейной системой, а выходное сопротив­ ление Rv генератора ui(t) и входные параметры нагрузки остаются неизменными после окончания импульса. В таком случае воздей­ ствие прямоугольного импульса (рис. 1.36а) можно представить как воздействие двух перепадов напряжения (положительной и от­ рицательной полярности), сдвинутых во времени на tn, и применить принцип наложения. Форма выходного импульса изображена на

рис. 1.366.

В тех случаях, когда по окончании входного импульса выход­ ное сопротивление Rr генератора «і(^) или входные параметры на­ грузки изменяются, форма заднего фронта выходного импульса может быть другой, не совпадающей с формой переднего фронта.

ІШ

К л ю ч е в ы е с х е м ы

2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Как было отмечено во введении, важнейшими базовыми эле­ ментами импульсных и цифровых устройств являются ключевые схемы (ключи). В статическом режиме ключевая схема находится либо в состоянии «включено» (ключ замкнут), либо в состоянии «выключено» (ключ разомкнут).

Переключение ключевой схемы из одного состояния в другое осуществляется благодаря воздействию на нее входных управ­ ляющих сигналов, имеющих форму импульсов или уровней на­ пряжения; во введении были указаны информационные значения

этих сигналов:

высокий

уровень

напряжения, наличие импульса

 

 

 

 

кодируется цифрой 1, низкий уровень

 

 

■у,

напряжения, отсутствие

импульса

ко­

Ключевая

дируется цифрой 0 (или наоборот).

у?

схема

 

-Уп

Простейшие ключи

имеют

управ­

 

 

ляющий вход и один выход. В общем

Рис. 2.1

 

 

 

случае

ключевая схема

может

иметь

 

 

 

т ^ 1

управляющих входов и

п ^

1

через Х{ (і =

1,

2, . . . ,

m)

выходов (рис. 2.1). Если обозначить

информационные значения управляю­

щих сигналов,

а через у,

(/ = 1, 2, ..., п) — информационные зна­

чения выходных сигналов, то можно сказать, что ключевая схема

реализует определенную

функцию

 

 

У

і = = ? / ( Х 1>

Х т ) (/ ==r 1> 2,

п ) , \

(2.1)

причем Уі = 1

при некоторых определенных значениях

аргументов

Хі и Уі = 0 при других значениях хи где Хі могут, в свою очередь, принимать лишь значения 1 или 0.

Функцию типа (2.1) называют логической (булевой) или пе­ реключательной. Часто ее задают в виде таблицы информацион­ ных значений х,- и у}, называемой также переключательной табли­ цей или таблицей истинности.

60

Одновходовый ключ может реализовать переключательную функцию одной переменной х: y — f(x). Очевидно, что здесь воз­ можны два варианта. Первый вариант (табл. 2.1) реализуется ключом-повторителем у — х: информационные значения выходно­ го сигнала равны информационным значениям управляющего сиг­

нала;

второй вариант

(табл. 2.2) реализуется

ключом-инвертором

у = X

(читается «не

х»): информационные

значения выходного

сигнала обратны значениям управляющего сигнала. Говорят, что

инвертор реализует логическую

о)

 

 

функцию

 

НЕ или

инверсию—

 

 

отрицание

 

входного

 

сигнала

г-

 

 

 

(рис. 2.2а).

 

 

 

 

 

j ----У

У

Теперь

рассмотрим

основ­

х -----

5)

'

 

ные переключательные

(логи­

 

ческие)

функции

для

много­

 

 

 

 

входовых схем. Схема

с m ^ 1

“■/77

-у

У

входами

 

и

одним

выходом

 

 

(рис. 2.26) называется конъ-

в)

 

 

юнктором, иначе схемой совпа­

■г,

 

 

 

дения (или

логической

схемой

Ll

 

-у

 

И), если она реализует сле­

 

 

 

 

 

 

 

дующую

логическую

функцию

 

 

 

 

(операцию): сигнал 1 на выхо-

 

 

Рис.

2.2

де у имеет место тогда и толь­

1

на все входы xlt х2, • • • хт одно­

ко тогда, когда поданы сигналы

временно;

если хотя

бы на один

из входов сигнал

не подан (т. е.

сигнал 0), то на выходе сигнала также не будет. Работа схемы И на два входа лу, х2 описывается табл. 2.3 информационных зна­ чений, которая определяет функцию y = f(xu х2). Как видно из

таблицы,

у = 1 только

в случае, когда Xj =

1 и х2

— 1.

Функция

y = f(x \,x 2)

называется

логической

функций

И или конъюнкцией

(логическим умножением) и записывается в

виде

у — хіх2\ ана­

логично

функция

И

для т

переменных

х 1г х2,

. . . ,

хт:

у =

= ХіХг ...

хт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2.3

Т а б л и ц а

2.1

Т а б л и ц а

2.2

А’і

 

Х 2

 

У

X

У

 

X

У

 

1

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

0

0

 

0

1

 

1

 

0

 

0

 

 

0

 

1

 

0

1

1

 

1

0

 

0

 

0

 

0

Заметим, что схему И на два входа часто называют вентилем

.'(клапаном); эта схема работает как ключ,' который пропускает или не пропускает сигнал, поступающий на один из входов

61

(например, на вход л'ь называемый в этом случае сигнальным) в зависимости от того, подай или нет разрешающий сигнал на дру­ гой, управляющий вход (например, на х2).

Схема с т входами Л'і, х2, . . . , хт и одним выходом у (рис. 2.2в) называется дизъюнктором, иначе схемой сборки (или логической схемой ИЛИ), если опа реализует следующую логическую функ­ цию (операцию): сигнал 1 на выходе имеет место, если хотя бы на одном из входов действует сигнал 1; сигнала на выходе нет (т. е. на выходе сигнал 0) только в том случае, если не поданы сигналы ни на один вход.

Работа схемы ИЛИ на два входа хь х2 описывается табл. 2.4

информационных значений.

Эта

таблица

 

определяет

функцию

y — f(x 1, х2),

которая называется логической функцией ИЛИ или

дизъюнкцией

(логическим сложением)

и

записывается

в форме

 

 

 

у = X1+ х2

или

у — X1V х2. Анало­

 

Т а б л и ц а

2.4

гично функция

ИЛИ для

m пере­

 

 

 

менных у =

Xi V х2 V ...

Ѵхт .

•Ѵ1

•ѵ2

У

Заметим,

 

что

логические схемы

И и ИЛИ обладают свойством двой­

 

 

 

 

 

 

ственности,

которое

заключается в

1

1

1

том,

что одна

и та

же

схема в за­

1

0

1

висимости

от

способа

кодирования

0

1

1

уровней сигналов через 0 и 1 может

0

0

0

выполнять

функции

либо

схемы И,

 

 

 

либо схемы ИЛИ; для доказатель­

 

 

 

ства

этого

положения

достаточно

сравнить информационные табл. 2.3 и 2.4. Следовательно, если данная схема является схемой И для высоких уровней (т. е. поло­ жительных сигналов — положительная логика) , то она одновремен­ но может выполнять функции схемы ИЛИ для низких уровней (т. е. отрицательных сигналов — отрицательная логика). Наоборот, схема ИЛИ для положительных сигналов может выполнять роль схемы И для отрицательных сигналов.

Схемы, реализующие функции И, ИЛИ, НЕ, являются основными в том смысле, что при помощи их можно создать ключевую схему, реализующую сколь угодно сложную логическую функцию типа (2.1). Более того, можно показать, что для построения сколь угодно сложных логических цепей достаточно использовать только две схемы из трех основных, а именно: схемы И и НЕ или схемы ИЛИ и НЕ. Каждую пару указанных схем можно объединить и полу­ чить универсальный цифровой (логический) элемент, при помощи которого можно построить любую переключательную схему. Эле­ мент И—НЕ на два входа работает в соответствии с переключа­ тельной табл. 2.5; как видно, здесь информационное значение вы­ ходного сигнала является отрицанием (инверсией) логического

произведения входных сигналов: у — х,х2. Второй универсальный элемент ИЛИ — НЕ на два входа работает в соответствии

62

Смотрите также файлы