1 / 16

Praktiline elektroonika II Digitaalskeemid

Veljo Sinivee veljo.sinivee@ttu.ee. Praktiline elektroonika II Digitaalskeemid. Nivood, tüübid. On vaid 2 võimalikku sisendi/väljundi seisu: sees (pingestatud) ja väljas(pingeta). Sees=1, väljas=0

theola
Download Presentation

Praktiline elektroonika II Digitaalskeemid

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Veljo Sinivee veljo.sinivee@ttu.ee Praktiline elektroonika IIDigitaalskeemid

  2. Nivood, tüübid • On vaid 2 võimalikku sisendi/väljundi seisu: sees (pingestatud) ja väljas(pingeta). Sees=1, väljas=0 • Pinge väärtus sõltub mõlemal juhul mikroskeemi tehnoloogiast (TTL 0..0,4V <->2,5..5V, CMOS 0V <-> 3..5V) jne • On ka “3.seis” – väljund kontakti küljest lahti lülitatud. Mitte igal kivil võimalik! • On 4 põhilist loogika “klotsi” tüüpi • Skeemidel toitejuhtmeid tavaliselt ei kujutata • Toiteviigud tavaliselt kivi nurkades • Toitesse kasulik panna 0,1uF keraamiline konde – silub impulsshäireid 1 0 Praktilise elektroonika loeng

  3. Korpused • Auk- ja pindmontaaži jaoks • DIP – dual inline package (Fairchild, 1965) • CERDIP – keraamiline korpus • SIP – single inline… • SOIC (SMD) – pindmontaažile Small Outline Integrated Circuit. On erineva laiusega variante • Erinevad mõõdud, viikude arvud, nende vaheline kaugus • BGA – ball grid array • Paljudele korpustele ka pesad • EEPROMidel oli peal kvartsaken UV-ga kustutamiseks Praktilise elektroonika loeng

  4. Inverter ehk EI (NO) lülitus • Väljund alati vastupidises seisus kui sisend • null skeemitähisel viitab alati signaali inverteerimisele, võib olla ka teiste lülituste sisendis/väljundis • Tavaliselt on ühes korpuses mitu inverterit • TTL-i sisend püsib ise seisus 1, CMOS-i sisendit peab tüürima, vabaks ei saa jätta – “ujub” ära. Tõeväärtuse tabel Praktilise elektroonika loeng

  5. JA (AND) - lülitus • väljund on 1 SIIS JA AINULT SIIS kui mõlemad sisendid on seisus 1 • sisendeid on 2 või rohkem • Väljund võib olla ühendatud üle EI-lülituse (inverteeritud). Siis loogika vastupidine – nn. negatiivne loogika • Negatiivse loogika puhul funktsioon vahetub – saame VÕI – lülituse 2 sisendiga JA tõetabel Praktilise elektroonika loeng

  6. VÕI (OR) - lülitus • väljund on 1 SIIS kui vähemasti üks sisend on seisus 1 • sisendeid on 2 või rohkem • Väljund võib olla ühendatud üle EI-lülituse (inverteeritud). Siis loogika vastupidine – nn. negatiivne loogika • Negatiivse loogika puhul funktsioon vahetub – saame VÕI – lülituse 4 sisendiga VÕI-EI 2 sisendiga VÕI tõetabel Praktilise elektroonika loeng

  7. VÄLISTAV VÕI (XOR) - lülitus • väljund on 1 SIIS kui sisendid on SAMAS seisus (0 või 1). Kui erinevad, siis väljund =0 • sisendeid on 2 või rohkem • Väljund võib olla ühendatud üle EI-lülituse (inverteeritud). XOR-lülitus 2 sisendiga XOR ja X-NOR Kes teeb lüliti ja pirniga aseskeemi ??? 2 sisendiga XOR tõetabel Praktilise elektroonika loeng

  8. Praktilise elektroonika loeng Erilülitused jm. • Schmidti triger – • Lahtise kollektori või neeluga lülitused • 3. seisuga lülitused • Puhver, tavaliselt “fan-out” ca 10 sisendi jaoks • Toitepinge: TTL 5V, CMOS 5V või 3..15V • On ka kõrgemapingelised skeemid • nivootranslaatorid Schmidti triger-inverter 3. Seisuga väljundiga puhver-siinidraiver

  9. RS-triger • Sisend S (set) viib väljundi Q seisu 1 • Sisend R (reset) viib väljundi Q seisu 0 • Mõlemat sisendit korraga ei tohi aktiveerida . Seisund määramatu (kes ees see mees  ) • Võib olla ka inversioonväljund ja -sisend • Sisendeid/väljundeid võib olla >1 • Saab realiseerida JA-EI lülitustel -> Praktilise elektroonika loeng

  10. Praktilise elektroonika loeng D-triger • taktisisendi CP või CN frondile (muutusele) reageeriv • Takti õigel frondil loetakse sisse sisendi D(ata) seis ja kopeeritakse väljundisse • Ühendades inversioonväljundi taktisisendiga saame sageduse 2-ga jagaja • Kasutusel loendites, mäluelementides jpm. • ON/OFF lüliti on ka mäluelement – 2 seisu.

  11. Digitaalne maailm • 10 näppu…10 arvu. Kahendsüsteemis vaid 2 arvu: 0,1 • 1 bait on 8 bitti • Kõik digitaalskeemid kasutavad kahendsüsteemis arve • Koode erinevaid, nt BCD Binary Coded Decimal kus iga arv 0..9 on kodeeritud 2-ndsüsteemi ja nad kõik järjest kirjutatud 99 (dec) -> 1001 1001(bcd) 99 (dec) -> 0110 0011(binary) Praktilise elektroonika loeng

  12. Loendid • Lihtsaim loendi on vajalik hulk D-trigereid järjestikühendus – sagedusjagur. Väljund iga trigeri väljundist • Võttes väljundid mitte otse vaid üle loogikaskeemide, saame loendi ehk skeemi, mille väljund näitab kasvõi, mitu imp. sisse anti • Ühendades kõigi trigerite taktisisendid kokku saame sünkroonse loendi (väljundid muutuvad alati samal hetkel) • Ringloendi ehk nihkeregister – viimane väljund ühendatud sisendiga • Johnsoni loendil on tagasiühendus inverteeritud • Dekaadloendi • Up/down loendi Praktilise elektroonika loeng

  13. Analoog-digitaalmuundi • Muundab pideva analoogsignaali digitaalseks numbrite joruks • Lahutusvõime – mitu väärtust väljundil võib olla. Nt. 8 bitti -> 256 väärtust • Viga, antakse LSB-des. Kui 8 bitti, siis 1 LSB =1/256 = 0,4% • Mittelineaarsus • Töökiirus: flash-muundid, järjestikuse lähenemisega jne. Signaali taasesitamiseks peab võendeid võtma vähemasti 2* kiiremini (Shannon-Nyquist teoreem). Praktikas – 8* ja enam • Sample/hold hoiab sisendpinge muundamise ajal konstantsena • Anti-aliasing filter lõikab ära sagedused üle ½ sample rate. • Wilkinson ADC töökiirus määratud vaid mõistliku taktsagedusega, muundusaeg sõltub otse lahutusvõimest • Järjestikuse lähenemisega ADC: aeg logaritm lahutusvõimest (kanalite arvust) Praktilise elektroonika loeng

  14. Praktilise elektroonika loeng ADC-d • Otsemuundusega (flash-) ADC: vajalik hulk komparaatoreid ja pingejagur • Järjestikuse lähenemisega ADC: võrdleb järgu kaupa sisendsignaali tugipingega • Wilkinsoni ADC (D.H.Wilkinson, 1950): kondet laetakse sisendsignaalist. Kui täis, hakatakse tühejndama ja selle aja jooksul loetakse taktigene impulsse. • Integraator ADC: sisendsignaaliga laetakse kondet (intergraatoris) teatud aja. Siis lülitatakse samasse vastupidise pingega tugipinge ja lastakse konde tühjaks laadida. Näit on funktsioon mõlemast ajast ja tugipingest. Kasutusel kõigis multimeerites. Ei ole eriti kiire aga lineaarsed ja mugavad kasutada.

  15. Digitaal-analoomuundid • Muundab sisendisse antud numbri analoogpingeks või vooluks. Mida rohkem bitte, seda täpsem. • Mida kiiremini numbreid sisestame, seda parem. Ikkagi tekib hulka harmoonikuid (4-nurksignaal). Vajalik filter. • Kauge sugulane – digitaalselt juhitav pote (nt. helitugevuse regulaator) • Lihtsaim võimalus – impulss-laius modulatsioon + filter • R-2R pingejagurid. • Monotoonsus – et väljund ei katkeks st. kui sisendkood nt. kasvad ei tohi ümberlülitamisel väljund nulli minna. • Max. töökiirus Nyquist -> 2* kõrgem kui esitatav sagedus. Odavates helikaartides töötavad 48 kHz-ga • Dünammiline diapasoon (min ja max pinge suhe detsibellides Praktilise elektroonika loeng

  16. PWM • Pulse-width modulation- muudetakse impulsside täitetegurit, väljund on kauem aega kõrgel nivool ja koormusele minev keskmine võimsus kasvab Praktilise elektroonika loeng

More Related