Амплитудно-частотная (АЧХ) -зависимость коэффициента усиления напряжения (тока) электронного усилителя от частоты гармонического входного сигнала.

Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) — частотная зависимость разности фаз между выходным и входным сигналами

Примерный вид АЧХ и ФЧХ для усилителя низкой частоты показан на рис. 13. За границами рабочего диапазона частот, характеризуемого коэффициентом усиления K 0 и близким к нулю фазовым сдвигом, появляются частотные и фазовые искажения. Частоты ω н и ω в , на которых коэффициент передачи падает до уровня 0,707⋅ K 0 = K 0 / 2 , называются нижней и верхней граничными частотами, а разность между ними Δf= f в − f н или Δω= ω в − ω н =2πΔf называют полосой пропускания усилителя. Для неискаженного усиления сигналов звукового диапазона усилитель должен иметь полосу пропускания от 20 Гц до 20 кГц.

Рис. 13. - АЧХ и ФЧХ УНЧ

Операционный усилитель

(ОУ) —операционный усилитель (ОУ) является дифференциальным усилителем постоянного тока с двумя входами (инвертирующим и неинвертирующим) и одним выходом.(«Инвертирование или инверсия сигнала — это изменение его полярности»). Кроме них ОУ имеет выводы питания: положительного и отрицательного. Обычно операционные усилители имеют коэффициент усиления от 20000 до 1000000. В настоящее время ОУ получили широкое применение как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов.

Варианты условных графических изображений операционных усилителей

Триггер

-устройство, имеющее два устойчивых состояния либо 0, либо 1 и способное под действием входного сигнала скачком переходить из одного устойчивого состояния в другое. Термин триггер происходит от английского слова trigger — защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется термин flip-flop, что в переводе означает "хлопанье". Это звукоподражательное название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить ("перебрасываться") из одного электрического состояния в другое и наоборот.

Триггер - это простейший цифровой автомат с памятью и способностью хранить 1 бит (binary digit - двоичный разряд) информации. В основе любого триггера находится регенеративное кольцо из двух инверторов. Триггер имеет два выхода: прямой Q и . Состояние триггера определяется значением его прямого выхода.

Все известные на сегодняшний день триггеры по функциональному признаку можно разделить на четыре основных типа:

RS-триггеры – триггеры с двумя установочными входами;
D-триггеры – триггеры задержки с одним входом;
Т-триггеры с одним счетным входом;
JK универсальные триггеры с несколькими входами.

По способу записи информации триггеры делятся на асинхронные (несинхронизируемые) и синхронные (синхронизированные). У асинхронных триггеров запись информации (переключение триггера) происходит под действием информационных сигналов. Такие триггеры имеют только информационные входы. У синхронных триггеров запись информации происходит под действием разрешающих сигналов синхронизации.

Приняты следующие обозначения входов триггеров:

S - раздельный вход установки триггера в единичное состояние по прямому выходу Q (Set-установка);
R - раздельный вход сброса триггера в нулевое состояние по прямому выходу Q (Reset-сброс);
D - информационный вход (Data input). На него подается информация, предназначенная для записи в триггер;
T - счетный вход (Toggle-переключатель);
C - вход синхронизации (Clock input).

RS-триггер

Асинхронный RS-триггер

В простейшем исполнении триггер это симметричная структура из двух логических элементов ИЛИ–НЕлибо И–НЕ, охваченных перекрестной положительной обратной связью. Схема триггера на элементах ИЛИ–НЕи его условное обозначение приведены на рис..

Этот триггер (бистабильная ячейка) обладает двумя устойчивыми состояниями, которые обеспечиваются за счет связи выхода каждого элемента с одним из входов другого. Свободные входы служат для управления и называются информацион-ными или логическими. Одному из выходов присвоено наименование прямого, его обозначают буквой Q, а другому – наименование инверсного и обозначают .

Вход, по которому триггер устанавливается в единичное состояние (Q = 1, = 0), называют входом S (от английского Set – установка), а в нулевое (Q = 0, = 1) – входом R (reset – возврат).

2. D-триггер (от слова delay – задержка) принимает информацию по одному входу и реализует функцию временной задержки. D-триггер имеет только режимы установки 1 и 0. В связи с этим несинхронизируемый D-триггер не применяется, т.к. его выход будет просто повторять входной сигнал. Синхронизируемый однотактный D-триггер задерживает распространение входного сигнала на время паузы между синхросигналами (задержка на полпериода).

Структурная логическая схема простейшего D-триггера со статическими входами и его условное обозначение представлены на рис.

T-триггер

Триггер Т -типа, или счетный триггер, является триггером со счетным входом. Он изменяет свое состояние на противоположное каждый раз, когда на его вход приходит очередной сигнал. Обозначение триггера пришло от первой буквы английского слова toggle — защелка. Имеет один информационный Т-вход. Смена его состояний происходит всякий раз, когда входной сигнал меняет свое значение в определенном направлении. В зависимости от того, какой перепад напряжения используется для управления (от нуля к единице или от единицы к нулю), различают Т-триггеры с прямым или инверсным динамическим управлением ( -триггер).

По способу ввода входной информации Т-триггеры могут быть асинхронными и синхронными.

4. JK-триггер универсален, с раздельной установкой нулевого и единичного состояния, в зависимости от соединения его входов он может работать как RS, T, D триггера. В отличие от триггера типа RS в нем не запрещена одновременная подача сигналов на оба входа. Входы J и K эквивалентны входам S и R установки триггера соответственно в состояния «1» и «0».При объединении входов J и K и при подаче на них счетных импульсов. Вход J при раздельном использовании входов играет роль входа установки в единицу, а вход K - роль входа установки в нуль.

JK-триггеры относятся к универсальнымустройствам. Их универсальность имеет двойственный характер. Во-первых, эти триггеры с равным успехом могут быть использованы в счетчиках, регистрах, делителях частоты и других электронных узлах, во-вторых, путем определенного соединения выводов они легко обращаются в триггеры других типов.

Для получения T-триггера достаточно объединить вход J и K и подавать на них входные импульсы. Это будет вариант синхронного T-триггера. В асинхронном варианте T-триггера на входы J и K подают сигнал логической единицы, а входные импульсы поступают на вход синхронизации (рис.14).

а б в

Рис.14. Использование JK-триггера в качестве: а – D-триггера; б – асинхронного T-триггера; в – синхронного T-триггера

Логические элементы

— это часть электронной логичеcкой схемы, которая реализует элементарную логическую функцию. Логические элементы выполняют простейшие логические операции над цифровой информацией.

Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И—НЕ, ИЛИ—НЕ и другие (называемые также вентилями), а также триггер.

Таблица истинности это табличное представление логической схемы (операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний.

Логические элементы строят на базе электронных устройств, работающих в ключевом режиме. Поэтому цифровую информацию обычно представляют в двоичной форме, в которой сигналы принимают два значения: «0» (логический нуль) и «1» (логическая единица), соответствующие двум состояниям ключа.

С х е м а И (умножение)

Схема И реализует конъюнкцию двух или более логических значений. Условное обозначение на структурных схемах схемы И с двумя входами представлено на рис. 15.1.

Рис. 15.1

Таблица истинности схемы И (умножение)