Релаксационные формирователи и генераторы.

Принцип работы релаксационных формирователей и гене-раторов на базе ОУ основан на использовании процессов заряда- разряда (релаксаций) конденсаторов RC-цепей. При этом заданное время релаксаций реализуется как параметрами самой RC-цепи, так и величиной порогового напряжения срабатывания, устанавливае-мого на одном из входов ОУ.

Релаксационный генератор (мультивибратор) формирует последо-вательность прямоугольных разнополярных импульсов заданной длительности и скважности.

Временные диаграммы, поясняющие работу мультиви-братора, приведены на рисунке: Uос – напряжение обратной связи; Uпор = Uос –пороговое напряжение; Енас – напряжение насыщения; Т, Ти, Тп – длительности периода, импульса и паузы; Uc –напряжение на конденсаторе.

Напряжение на конденсаторе Uс изменяется по экспоне-нте, начальный участок которой близок по форме к линей-ной зависимости, при этом напряжение Uс стремится к ±Енас. В момент |Uc| = |Uпор| дифференциальное входное напряжение ОУ скачкообразно (благодаря действию поло-жительной обратной связи) изменяет полярность. Таким образом, мультивибратор может находиться в одном из двух квазиустойчивых состояний, в течение которых фор-мируются длительности импульса и паузы.

Ждущий мультивибратор (одновибратор)предназначен для формирования одиночного выходного импульса задан-ной длительности при поступлении на вход импульса за-пуска, т.е. одновибратор имеет одно устойчивое состояние (до поступления запускающего импульса) и одно квазиус-тойчивое, в течение которого формируется выходной им-пульс напряжения (см. рис.).

Диод VD фиксирует небольшое от-рицательное напряжение на конден-саторе С2 в устойчивом состоянии одновибратора, равное прямому на-пряжению открытия диода (доли вольта), при этом напряжение на выходе ОУ равно отрицательному напряжению насыщения (-Енас).

Параметры входного импульса должны отвечать двум условиям:

- длительность импульса не должна быть меньше времени срабатывания ОУ;

- амплитуда импульса должна быть больше абсолютно-го значения порогового напряжения, для того чтобы изме-нить полярность дифференциального входного напряже-ния ОУ в состояние противоположное предыдущему.

4. Усилители с преобразованием спектра входного сигнала.

Усилители этого типа относятся к классу усилителей по-стоянного тока, поскольку имеют частотную характерис-тику такую же, как и ОУ.

В структуре усилителя имеется преобразователь низко-частотного входного сигнала в высокочастотный, модули-рованный по амплитуде – модулятор, усилитель перемен-ного напряжения до нормированного значения, демодуля-тор с фильтром низкой частоты. Такие усилители называ-ют МДМ (модулятор – демодулятор). Напряжение на вы-ходе МДМ повторяет форму входного сигнала и равно по величине входному напряжению, умноженному на задан-ный коэффициент усиления. Основным достоинством уси-лителей этого типа является малый дрейф выходного нап-ряжения так как он не имеет дрейфа из-за наличия разде-лительных конденсаторов.

Известным недостатком усилителей МДМ является сра-внительно узкая полоса пропускания на частоте входного сигнала.

Последовательностные цифровые устройства.

Цифровое устройство называется последовательност-ным (ЦПУ), если его выходные сигналы Y зависят не толь-ко от входных сигналов X в данный момент времени, но и от значений входных сигналов, поступивших в предшест-вующие моменты времени.

Лек11

Последовательностные цифровые устройства.

Цифровое устройство называется последовательност-ным (ЦПУ), если его выходные сигналы Y зависят не толь-ко от входных сигналов X в данный момент времени, но и от значений входных сигналов, поступивших в предшест-вующие моменты времени.

Иными словами, ЦПУ должно отслеживать последова-тельность поступления сигналов для формирования резу-льтата на своем выходе. Отсюда очевиден термин «после-довательностный». В ЦПУ предыстория поступления вхо-дных сигналов обязательно фиксируется с помощью спе-циальных запоминающих элементов. Элемент памяти по-мимо входных и выходных сигналов характеризуется сос-тоянием, которое может изменяться в дискретные момен-ты времени под воздействием сигналов на его входе.

Структура ЦПУ представлена на рисунке:

Простейший элемент памяти может принимать одно из двух состояний – логическую единицу или логический нуль. Это состояние может сохраняться до тех пор, пока не будет заменено на новое. ЦПУ называют еще конеч-ными автоматами или автоматами с памятью.

Ц ПУ состоит из комбинационного цифрового устройства (КЦУ) и за-поминающего устройства (ЗУ), представляющее собой совокуп-ность простейших элементов памя-ти (Тk), на которые воздействуют сигналы U. Под воздействием сиг-нала U элемент Т может перейти в одно из двух состояний: логичес-кого нуля или логической единицы, которое отображается сигналом Z.

ЦПУ работает под воздействием входных сигналов Х. В момент времени t = 0 ЦПУ находится в начальном состоя-нии, сигналы Z принимают некоторое начальное значение. При поступлении в моменты времени сигналов Хi(t) в ПЦУ формируются выходные сигналы Yi(t), воздействую-щие на запоминающие элементы. В результате ПЦУ пере-ходит в некоторое состояние Z(t) и тем самым фиксирует-ся воздействие входных сигналов X(t) в момент времени t.