Цифровые устройства и микропроцессоры

Контрольная работа №1

Задание №1

            Для приведенной временной диаграммы определить исходный уровень импульсного напряжения, амплитуду импульса, длительность фронта и среза, активную длительность импульса, период и частоту повторения импульсов, коэффициент заполнения импульсной последовательности, скважность. Цена одного деления по оси абсцисс составляет 1 c, по оси ординат – 1 В.

[pic 1]

• Исходный уровень импульсного напряжения U0 = -1В;
• Амплитуда импульса Um = 3В;
• Длительность фронта tф = 1с;
• Длительность среза tс = 2с;
• Активная длительность импульса 0,5Um = 1,5В;
• Длительность импульса по основанию tu = 4с;
• Период повторения импульсов T = 7с;
• Частота повторения импульсов ;[pic 2]
• Коэффициент заполнения импульсной последовательности:

[pic 3]

Скважность:
[pic 4]

Задание №2

              Нарисовать цепь управления лампочкой с помощью ключевой схемы. Пояснить, в каком случае лампочка горит, а в каком не горит.

[pic 5]

        На затворы соединенных транзисторов подается входное напряжение, и снимается выходное напряжение с их стоков. Для того что бы что бы ключ был выключен, надо чтобы Т1 был заперт, а Т2 открыт и наоборот для включения ключа. Ключ открыт при Uвх=Um>0. В этом случае лампочка гореть не будет, а когда ключ закрыт, лампочка горит.

Задание №3

           Будет ли работать комплементарный ключ, если исключить транзистор Т2 (заменить отрезком провода между точками подключения его стока и истока)? Почему?

        Если заменить отрезком провода между точками подключения его стока и истока на выходной цепи будет короткое замыкание, т.е комплементарный ключ работать не будет.

Задание №4

        Изобразить схему ключа с общим эмиттером при положительном напряжении питания с использованием транзистора n-p-n. Провести анализ статических режимов этой схемы подобно проведённому для отрицательного напряжения питания.

[pic 6]

    Рассмотрим работу транзисторного ключа в установившихся режимах:

• Режим отсечки (ключ разомкнут). Через транзистор протекает минимальный ток.

[pic 7]

Режим отсечки показан в точке А на диаграмме. , . Необходимо выполнить условие отсечки, для того, чтобы транзисторный ключ находился в разомкнутом состоянии: сместить в обратном направлении эмиттерный переход транзистора.[pic 8][pic 9]

• Режим насыщения (ключ замкнут) показан в точке В на диаграмме. Минимальное напряжение на транзисторе . Ток через транзистор ограничен резистором Rк:[pic 10]

[pic 11]

          В режиме насыщения оба перехода транзистора смещены в прямом направлении, в связи с этим напряжения между электродами транзистора малы. Увеличение тока базы  не изменяет ток в коллекторной цепи. Таким образом, условие насыщения транзистора имеет вид:[pic 12]

[pic 13]

где [pic 14]

Для надёжного насыщения транзистора необходимо выполнение условия .[pic 15]

Задача №5

         Определить величину потребляемой мощности ключа с общим эмиттером в различных режимах.

Потребляемая мощность ключом, определяется напряжением и током коллектора: [pic 16]

Потребляемая мощность ключа в режиме отсечки очень мала, так как мал ток коллектора.

Потребляемая мощность ключа в режиме насыщения так же мала, так как мало напряжение коллектора.

Контрольная работа №2

Задача №1

Нарисовать схему, описываемую следующей формулой:

[pic 17]

[pic 18]

Задача №2

          Нарисовать схему получения передаточной характеристики и саму эту

характеристику для следующих логических элементов: 4ИЛИ-НЕ

[pic 19]

Задача №3

            Нарисовать схему получения входной характеристики и саму эту характеристику для следующих логических элементов: 3ИЛИ-НЕ.