Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
входной сигнал прямоугольным сигналом от ГУНа. Все дополнительные
высокочастотные компоненты, возникающие от прямоугольного сигнала,
удаляются фильтром нижних частот.
12.10.3 Практическая схема фазовой автоподстройки частоты
ИС NE565, показанная на рис. 12.19, представляет собой схему ФАПЧ,
которая в одном кристалле содержит фазовый компаратор, ГУН и фильтр
нижних частот с возможностью подключения внешнего конденсатора С2.
Конденсатором С, и резистором Л, устанавливается (в свободном режиме
работы генератора) центральная частота ГУНа. Стабильность ГУНа по высокой
частоте поддерживается конденсатором С3, имеющим емкость 1 нФ.
Для центральной частоты f0 справедлива формула:
/о=7^тгкГц, (12.11)
где Л, - в килоомах, а С, - в микрофарадах. Сопротивление резистора Л,
должно быть в диапазоне 2-20 кОм (оптимальное значение 4 кОм).
Максимальное значение частоты^ составляет 500 кГц.
Полоса удержания fL очень широка и равна ±8/0/Fcc Гц, где Vcc = Усс+ +
Vcc_ (/q - в герцах, Vcc - в вольтах. - Прим. перев.). При указанных на
рисунке напряжениях источников питания (6В), полоса удержания
364 Схемы с положительной обратной связью и генераторы
составляет примерно ±60% от f0. Включение резистора между выводом 6 и
входом ГУНа (вывод 7) уменьшает чувствительность ГУНа и, следовательно,
уменьшает полосу удержания. Для звуковых частот хорошей начальной
величиной емкости конденсатора фильтра С2 является 100 нФ. Поучительно
поварьировать внутреннюю постоянную времени, изменяя емкость С2, и
посмотреть, как она влияет на полосу захвата /с. Согласно теории
(12.12)
2ti\r2C2
где R2 = 3600 Ом (внутренний резистор), С2 - в фарадах.
Если входной сигнал является частотно-модулированным, то на выходе 7
(управляющее напряжение ГУНа) появляется демодулированный выходной
сигнал. Кроме того, может понадобиться фильтр нижних частот для удаления
остатков несущей.
Рис. 12.19. Практическая схема ФАПЧ на основе ИС NE565.
13
Цифровые логические схемы
13.1 Цифровой мир
Сердцем современных компьютеризванных электронных систем являются
элементарные транзисторные переключатели, работающие в режиме
включен/выключен. Простота и надежность полупроводниковых переключателей
привели разработчиков схем в мир цифр, где сигналы представляются
числами, а работа схем описывается законами логики и арифметики. Даже в
тех случаях, когда входы и выходы являются аналоговыми, например, при
звукозаписи, обработка сигнала быстро становится цифровой, в которой
используются аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования для
перевода величины напряжения сигнала в число и обратно из числа снова в
напряжение, и тем самым достигается более высокое качество записи.
Мы увидим, как в этой главе раскрывается мысль о том, что двоичная
система счисления, то есть система счисления, работающая с основанием 2,
а не с основанием 10, используемым в хорошо знакомой десятичной системе,
идеально подходит для электронной реализации. Простые "включено" и
"выключено" электронных переключателей соответствуют нулям и единицам
двоичных чисел. Поэтому цифровая электроника свободна от многих опасных
черт, свойственных аналоговым схемам, таких как искажение и дрейф, а
базовые логические схемы, в основном, просты. Эта простота имеет то
достоинство, что несколько миллионов таких схем можно разместить в одном
кристалле (чипе) интегральной микроЭВМ.
В этих двух последних главах мы переходим от фундаментальной электроники,
описывавшейся до сих пор, в мир микроЭВМ и совершенно необходимого
программного обеспечения для управления ими. Начнем мы с изучения того,
каким образом можно выполнять логические операции, применяя обычные
переключатели, а затем посмотрим, как простые транзисторные схемы могут
превращаться в арифметические сумматоры, память, счетчики, таймеры и,
наконец, в компьютер.
366 Цифровые логические схемы
13.2 Логические функции и логические схемы
Логические операции совсем не сложны, и мы встречаемся с ними каждый
день.
Три наиболее важные логические функции имеют следующие названия: ИЛИ, И и
НЕ. Примеры их применения показаны на рис. 13.1:
(a) Внутреннее освещение автомобиля включено, когда открыта левая дверь
ИЛИ открыта правая дверь или открыты обе двери (рис. 13.1(a)).
(b) Сигнальная лампа ручного тормоза горит, когда включен ручной тормоз
И при этом включено зажигание (рис. 13.1(b)).
(с) Центрифуга будет работать только тогда, когда крышка НЕ открыта
(рис. 13.1(c)).
Мы легко можем интерпретировать эти общие функции как логические
элементы, на которые поступают электрические входные сигналы и в которых
формируется выходной сигнал, соответствующий их логической функции. Такие
логические элементы включают в себя простой усилитель для того, чтобы они
могли свободно включаться каскад за каскадом (покаскад-но) и образовывать
более сложные цепи, в которых каждый элемент можно было бы нагружать
одним или большим числом других элементов. Как нам стало известно в самом
