Элемент НЕ

Логическую функцию можно составить из элементарных логических действий (или из элементарных логических операций).Устройство, которое реализует элементарное логическое действие, называется логическим элементом. Сложные логические взаимодействия являются комбинацией элементарных логических действий. В алгебре логики существует три элементарных логических действия

Изменение состояния сигнала на противоположенный называется инверсией

x	A

Таблица 3.5Таблица истинности логического

действия NO

Рис. 3.18 Временная диаграмма логического элемента НЕ

транзистор структуры npn,следовательно отпирается плюсом питания ну или лог 1,так вот при подаче на базу плюса т.е лог 1 переход эмиттер-коллектор открывается и вых напряжение стан равно 0................если подать минус произойдет обратное и на выходе будет лог 1

14 ФУНКЦИЯ “ИЛИ”

, -независимые переменные.

А) Если в цепях диода не будет протекать ток, на выходе будет 0.

Б) Стоит на один из диодов подать высокий уровень напряжения, соответствующий логической “1”, как в цепи, на которую подали высокий уровень напряжения, откроется диод, в выходной цепи потечет ток, который будет протекать и через R, создавая на нем высокий уровень напряжения, соответствующий логической “1”.

В) тем более, если

Рис 1 Временная диаграмма ИЛИ

Рис. 3.14 Математическое изображение

x	y	A

Таблица 3.3 Таблица истинности логического действия +

Выход А принимает значение 1 только тогда, когда оба входа имеют значение 1. Во всех остальных случаях выход имеет значение 0.

15 Операционный усилитель (ОУ) – это высококачественный усилитель, предназначенный для усиления как постоянных, так и переменных сигналов. Вначале такие усилители использовались в аналоговых вычислительных устройствах для выполнения математических операций (сложения, вычитания и т. д.). Это объясняет происхождение термина «операционный».

В настоящее время операционные усилители широко используются в виде полупроводниковых интегральных схем. Эти схемы содержат большое число (десятки) элементов (транзисторов, диодов и т. д.), но по размерам и стоимости приближаются к отдельным транзисторам. Операционные усилители удобно использовать для решения самых различных задач преобразования и генерирования маломощных сигналов, поэтому эти усилители очень широко применяются на практике.

Рассмотрим наиболее широко используемые разновидности операционных усилителей, для питания которых применяются два источника напряжения (обычно +15 В и –15 В). По-другому это называется питанием от источника с нулевым выводом или от расщепленного источника.

Условное графическое обозначение операционного усилителя показано на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Графическое обозначение операционного усилителя

Обозначение общего вывода «0V» расшифровывается как «ноль вольт». Для пояснения назначения выводов на рис. 7.2 приведена типовая схема на операционном усилителе – схема инвертирующего усилителя.

Передаточная характеристика. Операционный усилитель хорошо характеризует его передаточная характеристика – зависимость вида

,

где f – некоторая функция.

График этой зависимости для операционного усилителя К140УД1Б приведен на рис. 7.6. Эта конкретная характеристика не проходит через начало координат. Значение напряжения uдиф, при котором выполняется условие uвых=0, называют напряжением смещения нуля и обозначают через Uсм. Для операционного усилителя типа К140УД1 известно, что напряжение Uсм лежит в диапазоне от –10 мВ до + 10 мВ. А это означает, что при нулевом напряжении uдиф напряжение uвых может лежать в пределах от минимально возможного (около –7 В) до максимально возможного (около +10 В).

Рис. 7.6. Передаточная характеристика операционного

усилителя К140УД1Б

Для того, чтобы при нулевом сигнале на входе напряжение на выходе было равно нулю, т. е. для того, чтобы передаточная характеристика проходила через начало координат, предусматривают меры по компенсации напряжения смещения (балансировка, коррекция нуля, настройка нуля). В некоторых операционных усилителях для компенсации напряжения смещения предусмотрены специальные выводы. Типовая схема включения операционного усилителя типа К140УД8А, в котором предусмотрены такие выводы, представлена на рис. 7.7.

Рис. 7.7. Схема включения операционного усилителя К140УД8А

Через NC обозначены специальные выводы для балансировки. Цифрами обозначены номера выводов.

Диапазон выходного напряжения, соответствующий почти вертикальному участку передаточной характеристики, называется областью усиления. Соответствующий этому диапазону режим работы называют режимом усиления (линейным, активным режимом). В линейном режиме

,

где К – коэффициент усиления по напряжению (коэффициент усиления напряжения, коэффициент усиления дифференциального сигнала).

Обычно величина К лежит в пределах 104…105. Например, для операционного усилителя типа К140УД1Б К=1350…12000, для операционного усилителя К140УД14А К не менее 50000.

Диапазоны выходного напряжения вне области усиления называются областями насыщения. Соответствующий этим областям режим называют режимом насыщения.

Реальные электронные устройства на основе операционных усилителей практически всегда имеют коэффициент усиления значительно меньше К, так как в них используется отрицательная обратная связь (рис. 7.2).

16. Операционный усилитель. Неинвертирующий ОУ. Вывести формулу коэффициента усиления, привести структурную схему и передаточную характеристику неинвертирующего ОУ.

Ответ: Операционный усилитель – это высококачественный усилитель, предназначенный для усления как постоянных, так и переменных сигналов. Операционным усилителем (ОУ) называют усилитель напряжения, предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми сигналами при работе в цепях с отрицательной обратной связью (ООС), в состав которых могут входить сопротивления (R), емкости (С), индуктивности (L), диоды, транзисторы и другие элементы.

Рис. 2.18. Неинвертирующий ОУ с ООС (а) и его передаточная характеристика (б)

Неинвертирующий усилитель изображен на (рис. 1.11).

Данная схема позволяет использовать в качестве неинвертирующего усилителя ОУ, схема обладает высоким полным входным сопротивлением, причем коэффициент усиления всей схемы по напряжению может быть жестко задан с помощью сопротивлений R1 и Rос.

В данной схеме входной сигнал подается на неинвертирующий вход ОУ.

Усилитель содержит последовательную отрицательную обратную связь по напряжению, создаваемую на резисторе Rос и поданную на инвертирующий вход.

Полное входное сопротивление всей схемы оказывается высоким, так как единственным путем для тока между входом и землей является высокое полное входное сопротивление ОУ.

Сопротивления R1 и Rос образуют делитель напряжения с очень малой нагрузкой, так как ток, необходимый для управления усилителем, очень мал (Iсм >> 0).

Поэтому через R1 и Rос течет одинаковый ток и напряжение, приложенное к инвертирующему входу, равно:

Uвх.инв = UвыхR1/R1+Rос

Так как IR1 = IRос, Rвх , имеем

IR1 = UR1/R1, IRос = URос/Rос, Uвх.инв = Uвх + Uq,

поэтому

IR1 = (Uвх + Uq)/R1, IRx = (Uвых - (Uвх + Uq)) / Rос

Следовательно:

(Uвх + Uq) / R1 = (Uвых - (Uвх + Uq)) / Rос

Так как Uвых = KUq и Uq = Uвых / K,

то если K, Uq >>0, можно написать

Uвх / R1 = (Uвых - Uвх) / Rос

Найдем отсюда коэффициент усиления схемы Uвых / Uвх, который называют коэффициентом усиления с замкнутой ОС (Kос), или коэффициентом усиления замкнутого усилителя, т.е.

UвхRос = R1Uвых - R1Uвх

Uвх(Rос + R1) = R1Uвых

(Rос + R1) / R1 = Uвых / Uвх = Кос

Кос = Rос / R1 +1, когда К>>Кос.

Сопротивления R1 + Rос следует выбирать так, чтобы общий ток нагрузки с учетом этого сопротивления не превышал максимального выходного тока усиления.

17.

А)

Дата добавления: 2015-09-07