Вид обрабатываемого сигнала
Аналоговые.
Цифровые.
Аналого-цифровые.
Аналоговые микросхемы — входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания.
Цифровые микросхемы — входные и выходные сигналы могут иметь два значения: логический ноль или логическая единица, каждому из которых соответствует определённый диапазон напряжения (изменяющиеся по закону дискретной функции). Частным случаем цифровых микросхем являются логические микросхемы, выполняющие операции с двоичным кодом, которые описываются законами логической алгебры.
Аналого-цифровые микросхемы совмещают в себе формы цифровой и аналоговой обработки сигналов.
Цифровые интегральные микросхемы имеют ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми: Уменьшенное энергопотребление, Высокая помехоустойчивость, Большое отличие сигналов высокого и низкого уровня и достаточно широкий интервал их допустимых изменений.
Микропроцессор определен как программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управления им. Это устройство изготовлено на основе одной или нескольких больших интегральных схем (БИС).
Типы логики
Микросхемы на униполярных (полевых) транзисторах — самые экономичные (по потреблению тока):
МОП-логика (металл-оксид-полупроводник логика) — микросхемы формируются из полевых транзисторов n-МОП или p-МОП типа;
КМОП-логика (комплементарная МОП-логика) — каждый логический элемент микросхемы состоит из пары взаимодополняющих (комплементарных) полевых транзисторов (n-МОП и p-МОП). Существует также смешанная технология BiCMOS.
Микросхемы на биполярных транзисторах:
РТЛ — резисторно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);
ДТЛ — диодно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);
ТТЛ — транзисторно-транзисторная логика — микросхемы сделаны из биполярных транзисторов с многоэмиттерными транзисторами на входе;
ТТЛШ — транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки — усовершенствованная ТТЛ, в которой используются биполярные транзисторы с эффектом Шоттки;
ЭСЛ — эмиттерно-связанная логика — на биполярных транзисторах, режим работы которых подобран так, чтобы они не входили в режим насыщения, — что существенно повышает быстродействие;
ИИЛ — интегрально-инжекционная логика.
22)Цифро-аналоговый преобразователь (предназначение, схема ,описание работы, иллюстрирующие диаграммы).
ЦАП служит для преобразования цифровой информации в аналоговую форму, т.е. выходной сигнал ЦАП в общепринятых единицах измерения тока или напряжения (мВ, В, мА) соответствует численному значению входной кодовой комбинации.
Например, при подаче на вход ЦАП кодовой комбинации (в десятичном эквиваленте) равной 150 на его выходе при этом имеется напряжение 1500 мВ, это значит, что изменение значения входной кодовой комбинации (входного числа) на единицу приводит к изменению выходного напряжения на 10 мВ. В этом случае мы имеем ЦАП с шагом преобразования цифровой информации 10 мВ. Величина напряжения, соответствующая одной единице цифровой информации, называется шагом квантования Duкв. При подаче на вход ЦАП последовательной цифровой комбинации, меняющейся от 0 до N, на его выходе появится ступенчато-нарастающее напряжение (рис. 1). Высота каждой ступени соответствует одному шагу квантования Duкв.Принцип работы большинства ЦАП - это суммирование долей аналоговых сигналов (веса разряда), в зависимости от входного кода.
Если число входной кодовой комбинации соответствует N, то выходное напряжение Uвых ЦАП = N*Duкв. Таким образом можно вычислить значение выходного напряжения для любой входной кодовой комбинации.
Точность преобразования и качество работы ЦАП характеризуют следующие параметры: относительная разрешающая способность, абсолютная разрешающая способность, абсолютная погрешность преобразования, нелинейность преобразования, дифференциальная нелинейность, скорость преобразования (время одного преобразования) и максимальная частота преобразования.
25) Счетный триггер на основе JK-триггера (схема, описание работы, временные диаграммы).
JK-триггер работает так же как RS-триггер, с одним лишь исключением: при подаче логической единицы на оба входа J и K состояние выхода триггера изменяется на противоположное. Вход J аналогичен входу S у RS-триггера. Вход K аналогичен входу R у RS-триггера. При подаче единицы на вход J и нуля на вход K выходное состояние триггера становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход K и нуля на вход J выходное состояние триггера становится равным логическому нулю. JK-триггер в отличие от RS-триггера не имеет запрещённых состояний на основных входах. На практике применяются только синхронные JK-триггеры, то есть состояния основных входов J и K учитываются только в момент тактирования, например по положительному фронту импульса на входе синхронизации.
Для реализации счетного режима в схеме jk триггера, приведенной на рисунке 1, введена перекрестная обратная связь с выходов второго триггера на входы R и S первого триггера. Благодаря этой обратной связи на входах R и S первого триггера никогда не может возникнуть запрещенная комбинация. При подаче на входы j и k логической единицы одновременно триггер переходит в счетный режим, подобно T триггеру.
Для получения T-триггера достаточно объединить входы J и K.
Объединенные входы J и K играют роль T-входа. В качестве входа Т можно использовать и вход разрешения записи С тактируемого JK-триггера. В этом случае на объединенные входы J и K необходимо постоянно подавать логическую единицу, что задает режим инвертирования состояния JK-триггера. При этом само инвертирование будет происходить лишь при поступлении на вход C разрешающего сигнала.
Все типы триггеров ,реализуемые на на базе JK-триггера дают задержку в появление выходного сигнала ,равную длительности синхронизирующего сигнала.
В асинхронном режиме С-вход триггера выполняет роль счетного, в синхронном же режиме С-вход используется по прямому назначению (как синхронизирующий), а счетные импульсы подаются на соединенные входы J и К.
28) Двоичные счетчики (определение, условное обозначение) схема счетчика с разделением на 8, выполнена на основе JK-триггеров (описание работы и временные диаграммы).
Счетчиком называют цифровое устройство, обеспечивающее подсчет числа электрических импульсов. Коэффициент пересчета счетчика равен минимальному числу импульсов, поступивших на вход счетчика, после которых состояния на выходе счетчика начинают повторяться. Счетчик называют суммирующим, если после каждого очередного импульса цифровой код на выходе счетчика увеличивается на единицу. В вычитающем счетчике после каждого импульса на входе счетчика цифровой код на выходе уменьшается на единицу. Счетчики, в которых возможно переключение с режима суммирования на режим вычитания, называются реверсивными.
Понятие «счетчик импульсов» тесно связано с понятием «делитель частоты»