Тема 1.2 Усилительные устройства
Содержание программы
Усилительное устройство. Назначение. Классификация усилительных устройств, их параметры и характеристики. Транзисторные усилители, усилители на интегральных микросхемах. Схемы включения операционных усилителей, основные технические характеристики.
Методические указания
Прежде чем начинать изучение темы, следует повторить вопросы из дисциплины «Основы промышленной электроники», касающиеся биполярных транзисторов (физические процессы, усиление, основные схемы включения); обратных связей в усилителях; принципов построения усилительных каскадов на транзисторах; интегральных микросхем.
Энергия, получаемая с датчиков, в большинстве случаев недостаточна для воздействия на регулирующий орган, поэтому сигнал с датчика предварительно усиливается усилителем.
Усилителем называется устройство, предназначенное для количественного преобразования (усиления) входного сигнала.
Эффект усиления осуществляется в усилителях за счет энергии вспомогательного источника. И в зависимости от вида вспомогательного источника энергии усилители можно разбить на следующие группы: электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные.
Усилители делятся на однокаскадные и многокаскадные, а также усилители с обритыми связями и без обратных связей. Чаще всего применяются электрические усилители.
Особое внимание следует уделить схемам усилительных каскадов на биполярных транзисторах: каскаду с общим эмиттером, с общей базой (повторитель тока), с общим коллектором (повторитель напряжения); выходным каскадам (усилителям мощности) и многокаскадным усилителям.
Широкие функциональные возможности дифференциальных усилителей позволили создать на их основе интегральные схемы высококачественных усилителей. Такие интегральные усилители получили название операционных, так как с их помощью путем введения линейных и нелинейных элементов отрицательной обратной связи можно производить математические операции: -суммирование, вычитание, интегрирование и т.д. Операционные усилители (ОУ) можно использовать и для усиления, генерирования, формирования, преобразования и детектирования сигналов.
ОУ можно включать как инвертирующий, неинвертирующий, дифференциальный (разностный).
Контрольные вопросы
1 Дайте определение усилителя.
2 Как классифицируются усилители?
3 Дайте краткие характеристики и простейшие принципиальные схемы усилительных каскадов с общим коллектором.
4 Дайте определение ОУ. Какие функции может выполнять ОУ?
Приведите схемы включения ОУ.
Тема 1. 3 Элементы и узлы систем автоматического управления
Содержание программы
Понятие об элементах и узлах систем автоматического управления. Элементы памяти, триггеры, регистры, счетчики, дешифраторы, формирователи импульсов: назначение, принцип действия, технические характеристики, схемы включения.
Лабораторная работа №2
Исследование интегральных микросхем
Методические указания
Прежде, чем приступить к изучению конкретных элементов и узлов систем автоматического управления ЭВМ, необходимо уяснить тот факт, что ЭВМ работают в двоичной системе счисления, а в математических расчетах и повседневной жизни мы пользуемся десятичной системой счисления, а ввод информации в ЭВМ может осуществляться в восьмиричной или шестнадцатиричной системах счисления.
Память ЭВМ – это совокупность запоминающих устройств, предназначенных дам записи, хранения, и выдачи информации, представленной в виде цифровых кодов.
Необходимо изучить принцип работы запоминающего элемента биполярного типа и ячейки МОП-памяти.
Триггер - это электронное устройство, с помощью которого можно записывать, хранить и считывать двойную информацию.
В зависимости от используемых информационных входов триггеры подразделяются на следующие типы:
- триггеры с раздельной установкой 0 и 1 (RS-триггеры);
- триггеры со счетным входом (Т-триггеры)
- триггеры с приемом информации по одному входу (Д-триггеры или триггеры задержки);
- универсальные триггеры (JK-триггеры)
При изучении триггеров необходимо обратить внимание на их условные графические обозначения и таблицы истинности триггеров.
JK -триггер является универсальным, так как на его основе можно получить схемы, функционирующие как Д-, Т- и RS-триггеры.
Регистром называется функциональное устройство, предназначенное для приема и запоминания двоичного кода.
Регистр представляет собой совокупность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове, и вспомогательных схем, обеспечивающих выполнение некоторых операций.
Необходимо рассмотреть регистры с однофазной и парафазной передачей информации.
Счетчик – устройство, предназначенное для подсчета числа сигналов, поступающих на его вход и фиксации этого числа в виде кода, хранящегося в триггерах.
Необходимо рассмотреть схемы и принцип действия счетчиков с последовательным и параллельным переносом.
Дешифратор – это логическая схема, предназначенная для преобразования n-разрядного двоичного кода в один управляющий сигнал.
Основное внимание необходимо уделить линейным и многоступенчатым дешифраторам, принципам их реализации.
Формирование импульса – это изменение формы импульса. Обычно на вход схемы формирователя импульсов поступают искаженные импульсы, которые затем преобразуются в импульсы правильной формы.
Следует рассмотреть простейшие линейные цепи (RC-,RL- и RLC-цепь), укорачивающие и операционные цепи, линии задержки импульсов, нелинейные преобразователи импульсов.
Контрольные вопросы
1 Дайте определение СС. В чем различие позиционных и непозиционных СС?
2 Чем объясняется использование двойной СС для представления чисел в ЭВМ?
3 Дайте определение памяти ЭВМ.
4 Объясните принцип работы запоминающего элемента биполярного типа.
5 Объясните принцип работы ячейки МОП - памяти.
6 Объясните назначение и разновидность триггеров.
7 Объясните назначение регистров. Перечислите достоинства и недостатки регистров с однофазной и парафазной передачей информации.
8 Объясните назначение счетчиков. Перечислите достоинства и недостатки счетчиков с последовательным и параллельным переносом.
9 Объясните назначение и принцип построения дешифратора.