Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vlastnosti číslicových součástek Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vlastnosti číslicových součástek Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing."— Transkript prezentace:

1 Vlastnosti číslicových součástek Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2 Charakteristika DUM 2 Název školy a adresaStřední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ /3 AutorIng. Miloš Zatloukal Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-PE-CT/2-EL-4/4 Název DUMVlastnosti číslicových součástek Stupeň a typ vzděláváníStředoškolské vzdělávání Kód oboru RVP26-41-L/52 Obor vzděláváníProvozní elektrotechnika Vyučovací předmětČíslicová technika Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 19 – 20 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího; náplň: vlastnosti číslicových součástek Vybavení, pomůckyDataprojektor Klíčová slova Signál, stav, napěťová rezerva, zakázané pásmo, převodní charakteristika, hystereze, zesilovač, zátěž, kapacitní, výstupní větvení, zatěžovací charakteristika, TTL, CMOS Datum

3 Obsah tématu Pravidlo rezerv v úrovních Převodní charakteristika - členy neinvertující - členy invertující - členy s hysterezí Typy zátěží výstupu - zatížení TTL - zatížení CMOS Vlastnosti číslicových součástek

4 Číslicové součástky Jedná se o elektronické obvody, které pracují s číslicovými – diskrétními signály. Tyto signály mají konečný počet hodnot – tzv. stavů Používané signály mají stavy - 2 – označují se jako dvoustavové - 3 – označují se jako třístavové Jak zajistit návaznost číslicových součástek z hlediska přenosu signálů a rozpoznání jejich významu? Pomocí pravidla rezerv v úrovních pro logickou nulu a jedničku mezi výstupem jedné a vstupem druhé, navazující součástky. Důvodem je zjednodušení návrhu zapojení s číslicovými součástkami bez nutnosti výpočtů elektrických parametrů a jejich ověřování v tomto zapojení.

5 Číslicové součástky – pokračování Podle tohoto pravidla rezerv v úrovních pro logickou nulu a jedničku je výrobcem součástky zajištěno, že minimální výstupní napětí pro log. jedničku je větší než minimální vstupní napětí pro log. jedničku. U OHmin > U IHmin Obdobně je tomu pro logickou nulu: U OLmax < UILmax Tedy: největší výstupní napětí pro log. nulu musí být menší než vstupní napětí pro log. nulu. Díky rezervám je zajištěna správná funkce obvodu i při kolísání teplot, napájecího napětí, zátěže výstupů a rušení z okolí. Z následujícího obrázku je vidět, že zakázané pásmo je na výstupu je širší než na vstupu.

6 Číslicové součástky – pokračování Obr. 1: Vstupní a výstupní napěťové úrovně

7 Číslicové součástky – pokračování Vysvětlivky k obrázku: Ucc – napájecí napětí Ur – rozhodovací napěťová hladina, také jako referenční napětí ZP – zakázané pásmo H – logické jedna (vysoká úroveň – high) L – pásmo logické nula (nízká úroveň – low) O – výstup (Output) I – vstup (Input) Převodní charakteristika Tak jako i u jiných součástek, jde i u číslicového obvodu o závislost výstupního napětí na vstupním. Podle typu číslicového obvodu – např. logického členu máme obvody které -neprovádějí negaci -provádějí negaci Oba typy navíc mohou mít hysterezi.

8 Číslicové součástky – pokračování Obr. 2: Převodní charakteristiky logických členů

9 Číslicové součástky – pokračování Hystereze znamená, že součástka má určité pásmo necitlivosti, během kterého nedochází ke změně výstupu vlivem vstupu. Z obrázku je patrné, že skoková změna nastává pro jiné napětí při růstu vstupního napětí nad úroveň Ur (>Ur) a pro jiné (

10 Číslicové součástky – pokračování Obr. 3: Pomalu proměnlivé signály – chování logického členu bez hystereze a s ní

11 Číslicové součástky – pokračování Z předchozího obrázku je vidět, že u logického členu bez hystereze (levý část obrázku) dochází k četným zákmitům pro pomalé změny vstupního budícího signálu. Naopak člen s hysterezí zákmity nemá (pravý část obrázku) Jak je tomu se zátěží výstupu ? Tato je buď -standardní – jde o vstupy následujících číslicových obvodů a jejich počet výrobce obvodu uvádí jako výstupní větvení -nestandardní – jde o jiné než číslicové součástky – např. rezistor s diodou LED Co se děje s výstupem zatížené číslicové součástky? Záleží to na typu použité technologii, s jakou je součástka vyrobena. TTL – technologie s bipolárními tranzistory – dochází ke změně časového průběhu signálu (zhoršení dynamických parametrů – zejména poklesne strmost hran) - dále se zhorší i napěťové úrovně (nelze totiž zanedbat vstupní proudy připojených obvodů) Proto je nutné při návrhu zapojení s obvody TTL znát i výstupní (zatěžovací) charakteristiky těchto obvodů.

12 Číslicové součástky – pokračování Ke znehodnocení signálu nedochází, pokud jde o standardní zátěž a není překročeno číslo výstupního větvení. To se pohybuje od - 10 u základní – standardní řada TTL - 20 – pokročilejší řady LS a ALS (mají nižší vstupní proudy) - 30 – výkonová řada Pokud bychom přesto zatížili výstup více vstupy než povoluje výrobce obvodu a to vstupy standardními (v případě nestandardních jich může být ještě méně) zhoršíme kvalitu výstupního signálu až na mez jeho další použitelnosti. Navíc zde platí pravidlo, že udávaný počet možného větvení (zatížení výstupu) se týká navazujících členů vyrobených ve stejné technologii – při použití obvodů různých technologií může být větvení ještě menší (než u pouze samotných TTL obvodů) – je nutné znát příslušné vstupní proudy.

13 Obr. 4: Výstupní – zatěžovací charakteristiky

14 Číslicové součástky – pokračování Na obrázku je patrná závislost výstupního napětí na dodávaném proudu pro logickou jedna (H) – proud je záporný, pro stav logické nuly (L) jde o odebraný proud a znaménko má kladné. Signál je znehodnocen při poklesu napětí pod U OHmin (H) nebo je-li napětí větší než U OLmax. CMOS – unipolární technologie s nízkými vstupními proudy, proto se zde jeví zátěž jako kapacitní (přispívají k ní navíc parazitní kapacity spojů mezi obvody). Kapacitní zátěž nesnižuje napěťové úrovně, ale zhoršuje dynamické parametry obvodu – zhorší se časový průběh snížením strmosti hran. Systém s CMOS obvody tak musí splňovat požadavky na rychlost.

15 Číslicové součástky – pokračování Číslicová součástka obsahuje tři stupně - Vstupní blok – zajišťuje: - ochranné obvody (brání poškození součástky vlivem statického náboje) - rozlišení napěťových úrovní pro logickou nulu a jedničku - Centrální část – řeší zpracování informace - Výstupní blok – dodává - požadované výstupní proudy - správné napěťové úrovně Pozn. Z důvodů různé složitosti těchto bloků mívají tyto různá vnitřní napájecí napětí, nejnižší má prostřední stupeň (jde o co nejnižší příkon)

16 Kontrolní otázky 1.Označení diskrétní v souvislosti s číslicovou součástkou se týká a)Utajení obsahu informace b)Faktu, že výstup nabývá omezeného počtu stavů c)Omezeného napájecího napětí 2. Šířka zakázaného pásma je a)Stejná na vstupu i na výstupu b)Na vstupu užší než na výstupu c)Na vstupu širší než na výstupu 3. Převodní charakteristika je a)Závislost vstupu na výstupu b)Závislost výstupu na vstupu c)Jiné označení pro zatěžovací charakteristiku

17 Kontrolní otázky – správné odpovědi – červeně 1.Označení diskrétní v souvislosti s číslicovou součástkou se týká a)Utajení obsahu informace b)Faktu, že výstup nabývá omezeného počtu stavů c)Omezeného napájecího napětí 2. Šířka zakázaného pásma je a)Stejná na vstupu i na výstupu b)Na vstupu užší než na výstupu c)Na vstupu širší než na výstupu 3. Převodní charakteristika je a)Závislost vstupu na výstupu b)Závislost výstupu na vstupu c)Jiné označení pro zatěžovací charakteristiku

18 Seznam obrázků: Obr. 1: vlastní, Vstupní a výstupní napěťové úrovně Obr. 2: Převodní charakteristiky logických členů Obr. 3: Pomalu proměnlivé signály – chování logického členu bez hystereze a s ní Obr. 4: Výstupní – zatěžovací charakteristiky

19 Seznam použité literatury: [1] Matoušek, D.: Číslicová technika, BEN, Praha, 2001, ISBN [2] Blatný, J., Krištoufek, K., Pokorný, Z., Kolenička, J.: Číslicové počítače, SNTL, Praha, 1982 [3] Kesl, J.: Elektronika III – Číslicová technika, BEN, Praha, 2003, ISBN X [4] Pinker, J.,Poupa, M.: Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN, Praha, 2006, ISBN

20 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Vlastnosti číslicových součástek Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing."

Podobné prezentace


Reklamy Google