Аналіз аналогових і цифрових електронних

Вінницький національний аграрний університет

Кафедра тракторів, автомобілів та електротехнічних систем

Курсова робота

 

з дисципліни “Електроніка і мікросхемотехніка”

на тему “Аналіз аналогових і цифрових електронних

пристроїв”

Варіант 05.10.12

Студента 3  курсу EEC групи

напряму підготовки    1001       

спеціальності      6.100101

               Вайнштейна А.Я                  

^{(прізвище та ініціали)}

Керівник доц, к.т.н. Куцевол О.М                          

^{(посада, вчене звання, науковий ступінь,}

^{прізвище та ініціали)}

Національна шкала _________________

Кількість балів: ____ Оцінка:  ECTS ___

Члени комісії: _______________  ___________________

                     ^{(підпис)                               (прізвище, ініціали)}

 _______________  ___________________

 _______________  ___________________

м. Вінниця, 2012 р.

ЗМІСТ

1. Розрахунок електронного компенсаційного стабілізатора напруги та реалізація його в мікросхематичному виконанні................................................................ 4

1.1. Знаходження напруги на вході стабілізатора................................. 5

1.2. Визначення максимальної напруги на ділянці колектор-емітер регулювального транзистора ................................................................................
........................ 7

1.3.Вибір типу регулювального транзистора........................................ 7

1.4. Визначення числа транзисторів ...................................................... 8

1.5. Вибір типу стабілітрона................................................................... 9

1.6. Вибір типу підсилювального транзистора ..................................... 9

1.7.Знажодження опору резистора R5 ................................................. 12

1.8. Розрахунок опорів резисторів подільника R6, R7 і R8 ............... 12

1.9. Визначаємо ємність конденсатора С1........................................... 14  

1.10.Знаходження номінального і мінімального ККД стабілізатора . 15

2. Розрахунок резистивного каскаду попереднього підсилення напруги та реалізація його в мікросхематичному виконанні ........................................... 16

2.1. Перевірка правильності попереднього вибору транзистора ...... 16

2.2. Визначення значення струму спокою ........................................... 16

2.3. Знаходження опору навантаження................................................ 17

2.4. Визначення опору резистора R4 ................................................... 17

2.5. Знаходження ємність конденсатора............................................... 18  

2.6. Знаходження напруги між колектором і емітером транзистора . 18  

2.7. Визначення положення робочої точки в сімействі вихідних статичних характеристик ................................................................................
................... 18

2.8. Визначення елементів подільника напруги в колі бази ............... 18

2.9. Розрахунок елементів розв’язувального фільтра ........................ 20

2.10. Знаходження амплітудного значення струму на вході каскаду 21

2.11. Визначення коефіцієнту підсилення каскаду .............................. 21

2.12. Знаходження мінімального значення коефіцієнта підсилення.... 22

2.13. Розрахунок ємності розділового конденсатора.......................... 22

2.14. Уточнення значення коефіцієнта частотних спотворень каскаду на верхніх частотах діапазону ................................................................................
........... 22  

3. Перетворення чисел із однієї системи числення в іншу .................. 23  

3.1 Перетворення в шісткову систему числення ………………………...24

3.2 Перетворення в шістнадцяткову систему числення ...................... 24           

3.3 Перетворення в трійкову систему числення .................................. 24

4. Арифметичні дії (додавання, віднімання, множення і ділення) із двома числами у двійковій системі числення .............................................................................. 25

4.1 Дія додавання.......................................................................
............ 25

4.2 Дія віднімання......................................................................
............ 25

4.3 Дія множення........................................................................
........... 26

4.4 Дія ділення.........................................................................
.............. 27

5. Отримання нормальних форм заданої логічної функції…………………….………………………………………………………...28

5.1 Спрощення логічної функції, та отримання ДДНФ, ДКНФ ……..…29

5.2 Таблиця істинності ……………………………………………….…...29

5.3 Створюємо карту Карно функції, та отримання МДНФ…….……....30

5.4 Створюємо карту Карно функції, та отримання МКНФ ……..……..30

      6. Комп’ютерне моделювання отриманої логічної схеми…………..…...32

6.1 Модель дослідної схеми…………………………………………..…...32

6.2 Аналізатор логічних рівнів……………………………………….…...33

6.3 Модель роботи схеми……………………………………………….…34

Висновок……………………………………………………………………35

Список використаної літератури…………………………………………… ..36

1.РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРОННОГО КОМПЕНСАЦІЙНОГО СТАБІЛІЗАТОРА НАПРУГИ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ ЙОГО В МІКРОСХЕМАТИЧНОМУ ВИКОНАННІ

Схеми стабілізаторів постійної напруги компенсаційного типу досить різноманітні. Вони можуть бути зібрані як на дискретних напівпровідникових приладах, так і в інтегральному виконанні. Загальним для всіх цих схем є те, що в них виробляється порівняння фактичного значення вихідної напруги із його заданим значенням і залежно від значення і знака неузгодженості між ними автоматично здійснюється коригувальний вплив на елементи стабілізатора, спрямованим на зменшення цієї неузгодженості.

Принципова схема стабілізатора постійної напруги компенсаційного типу наведена на рис.1,1. Тут в якості регулювального елемента використовується складений транзистор VT_P, що складається із трьох транзисторів VT2, VT3 і VT4. Живлення транзистора VТ5, що виконує функції елемента порівняння і підсилювача постійного струму, здійснюється через стабілізатор струму (струмостабілізуючий двополюсник) позначений на схемі СД. Такий спосіб живлення дозволяє істотно підвищити стабільність роботи підсилювача постійного струму. Джерелом опорної напруги служить стабілітрон VD3. Вихідний подільник напруги зібраний на резисторах R6, R7, R8. Для підвищення стійкості схеми (запобігання самозбудження) увімкнений вихідний конденсатор С1.

У наведеній схемі використані транзистори типу n-p-n. Це пояснюється тим, що таку структуру має більшість кремнієвих транзисторів, які доцільно застосовувати в схемах стабілізаторів через їх більше високу (у порівнянні із германієвими транзисторами) температурної стабільність.

Порядок розрахунку. Початкові дані: номінальна вихідна напруга стабілізатора ; допустима амплітуда пульсацій вихідної напруги ; межі регулювання вихідної напруги  і ; номінальний, максимальний і мінімальний струми навантаження , , ; коефіцієнт стабілізації ; вихідний опір стабілізатора ; допустимі відносні відхилення вхідної напруги стабілізатора від номінального вбік збільшення  і зменшення ; межі зміни температури навколишнього середовища  і . У результаті розрахунку необхідно визначити параметри елементів схеми стабілізатора, а також значення вхідної напруги і вхідного струму, необхідні для розрахунку випрямляча.

Рис.1.1. Схема стабілізатора постійної напруги із використанням  складеного регулювального транзистора і струмостабілізуючого двополюсника (СД)

1.1 Знаходимо напругу на вході стабілізатора. Спочатку визначаємо мінімальну напругу , що забезпечує одержання максимальної напруги на виході стабілізатора  при максимальному струмі через регулювальний транзистор

,                        (1.1)         

де  – мінімальна напруга на ділянці колектор-емітер регулювального транзистора;

 – амплітуда пульсації вхідної напруги.

Зазвичай напругу  вибирають в межах (2…3) В для германієвих транзисторів і (3...5) В – для кремнієвих. Напругу  знаходять за формулою

                     (1.2)                             

Якщо колекторним навантаженням підсилювача постійного струму є струмостабілізуючий двополюсник СД (рис.1.1), який є, по суті, емітерним повторювачем, то, вибравши орієнтовний тип діодів VD1, VD2 і їхню кількість, можна визначити напругу  для регулювального транзистора (для транзистора VТ4 на рис.1.1) з виразу

                          ,                                 (1.3)                                      

де n – число діодів VD1, VD2 і т.д., увімкнених послідовно в схемі СД;

 – максимальне пряме спадання напруги на одному діоді, (зазвичай не перевищує 1 В).

Номінальна і максимальна напруги на вході стабілізатора визначаються із виразів

                                             ;                                             (1.4)

                                                        (1.5)

.

Далі необхідно знайти максимальну напругу на вході стабілізатора  при мінімальному струмі навантаження

                          ,                          (1.6)

де  – значення внутрішнього опору випрямляча (орієнтовно приймають                         

                                                                             (1.7)

 

1.2. Визначаємо максимальну напругу на ділянці колектор-емітер регулювального транзистора

                          .                                 (1.8)

Значення максимальної потужності, що розсіюється на регулювальному транзисторі, дорівнює

                          ,                                      (1.9)

де  – максимальний струм колектора регулювального транзистора, рівний

                                                                           (1.10)

Орієнтовним значенням струму , споживаного схемою стабілізатора (у колах стабілітрона, подільника і т.д.), задаються в межах (20...30) мА. Струм  можна прийняти рівним вхідному струму стабілізатора .

1.3. За обчисленими значеннями ,  і  із довідника або додатків  вибираємо тип регулювального транзистора. При цьому необхідно, щоб розрахункові значення ,  і  були менші відповідних значень, вказаних у довідкових таблицях. При вирішенні питання про доцільність застосування тепловідводу для розсіювання потужності, що виділяється на колекторі регулювального транзистора, варто враховувати співвідношення

      Тип регулювального транзистора 2N1714 (кремнієвий)

                                    ,                       (1.11)

де  – максимальна температура колекторного переходу вибраного транзистора (для германієвих транзисторів ; для кремнієвих – );  – тепловий опір транзистора, , із додатку Д.

1.4. При визначенні числа транзисторів, що входять у складений регулювальний транзистор VТ_p (рис.1.1), і виборі конкретних типів транзисторів VT5, VT6 і т.д. використовуємо співвідношення

Приймаємо ΔI_б=120∙10^-6 А

                                               (1.12)

                                                  (1.13)

, 

і дані таблиць додатків В і Г. Для знаходження значення опорів резисторів R3, R4 і т.д. у колах баз складеного регулювального транзистора можуть бути використані співвідношення

де ,

 

де

1.5. Для вибору типу, стабілітрона джерела опорної напруги, знаходимо значення необхідної опорної напруги за формулою

                                    .                                  (1.14)

Тип кремнієвого стабілітрона підбираємо з таблиць додатку А або Б, маючи на увазі, що напруга стабілізації обраного приладу повинна відповідати значенню опорної напруги . Виписуємо основні параметри стабілітрона: , , , . За потреби можливе послідовне увімкнення двох або декількох стабілітронів. При цьому їхній диференціальний опір  збільшується в  раз, де  – число стабілітронів, увімкнених послідовно.

За обчисленими значеннями  із довідника або додатків вибираємо кремнієвий стабілітрон:  КС191П                    

I_ст.max = 15

I_ст.min = 5

r_ст1 = 39(5)

r_ст2 = 18(10)

α_ст = 0,1·10^-2

1.6. Вибираємо тип підсилювального транзистора. Для цього задаємося максимальним струмом колектора цього транзистора

Визначаємо максимальну напругу на ділянці колектор-емітер підсилювального транзистора. Для схем на рис.1.1 і 1.2

                                                                    (1.15)

                               

Знаходимо максимальну потужність, що розсіюється на колекторі підсилювального транзистора,

                                                                        (1.16)

За значеннями , ,  з довідника або з таблиць додатків В і Г знаходимо тип підсилювального транзистора. Зазвичай, в якості підсилювальних використовуються малопотужні транзистори з максимальною потужністю розсіювання в межах 150...200 мВт.

При живленні підсилювача постійного струму через СД (рис.1.2) необхідно розрахувати емітерний повторювач, що складається із транзистора VТ3, резисторів R1 і R2 і діодів VD1, VD2. Замість діодів VD1, VD2 можуть бути використані один або декілька кремнієвих стабілітронів, увімкнених у зворотному напрямку. В кожному разі сумарна напруга на цих діодах повинна бути меншою  на (2...3) В.

За обчисленими значеннями  із довідника або додатків  вибираємо транзистор: 2N1028.

Опір резистора R1 у колі діодів СД розраховується за формулою

                                                                    (1.17)

де  – максимальна пряма напруга на одному діоді (близько 1В);

        – кількість діодів, увімкнених послідовно;

        – мінімальне значення прямого струму діода.

                                            а)                                              б)

Рис.1.3. Вольт-амперні характеристики:

а) звичайного діода; б) кремнієвого стабілітрона

Знайдене значення R1 уточнюється за шкалою номінальних значень резисторів. Максимальний струм, що проходить через резистор R1, дорівнює

                                                                   (1.18)      

Максимальна потужність, що розсіюється на резисторі R1

                                         (1.19)

З врахуванням значення  за табл. 2.2 і 2.3, вибирається конкретний тип резистора R1: СП5-30-50В

Опір резистора R2 (рис.1.1) знаходимо за формулою

                                                      (1.22)

де  – струм бази регулювального складеного транзистора (приймається близько (0,2...0,5) мА).

Уточнюємо значення R2 за шкалою номінальних значень резисторів.

Транзистор VТ3 у схемі СД вибираємо, виходячи із співвідношень

                                                                   (1.21)

;

                                                           (1.22)     

;

  Вибираємо  VТ1 –  BUY43

Максимальна потужність, що розсіюється на резисторі R2, дорівнює

                                                                            (1.23)

                                   

За довідника вибираємо тип резистора R2.

            Вибираємо тип резистора R2  МЛТ-0,25

1.7. Опір резистора R5 в колі стабілітрона VD8 (рис.2.5) знаходимо з виразу

                                    .                                           (1.24)

                                   

Визначивши значення R5 за шкалою номінальних значень резисторів (табл.2.1), – необхідно знайти максимальний струм через стабілітрон VD3 і переконатися в тому, що його значення не перевищує гранично допустимого значення для даного приладу,

                                    .                                (1.25)

                                  

Максимальна потужність, що розсіюється на резисторі R5,

                                                                      (1.26)

         З довідника вибираємо тип резистора R5: МЛТ-0.125

1.8. Для розрахунку опорів резисторів подільника R6, R7 і R8  задаємося струмом подільника (зазвичай ). Далі знаходимо загальний опір вихідного подільника

                          .                               (1,27)

                                  

Обчислюємо мінімальний і максимальний коефіцієнти, передачі подільника

                                              (1.28)

                                            

                                             ,                                         (1.29)

                                            

де  і  – мінімальна і максимальна напруги стабілізації обраного типу стабілітрона VD8 (рис.2.5). Опір резистора R8 дорівнює

                                                                                     (1.30)

Вибираємо за шкалою номінальних значень резисторів (табл.2.1) стандартне значення опору R8. Потім знаходимо опір резистора R7

                                                                                (1.31)

Уточнюємо значення R7 за шкалою номінальних значень резисторів. Опір змінного резистора R6 дорівнює

                                                                            (1.32)

Вибираємо номінальне значення R6 за шкалою номінальних значень резисторів. Після вибору стандартних значень опорів резисторів, що входять у вихідний подільник напруги, уточнюємо струм подільника

                                                                            (1,33)

Потужності, що розсіюються на резисторах подільника, дорівнюють

                                    .                                              (1,34)

.                                              (1.35)

                                    .                                              (1.36)

За табл.1.3 і 2.4 уточнюємо тип постійних резисторів R7 і R8, а за таблицею додатку К – тип змінного резистора R6

Для R6 було вибрано композиційний резистор - СПЗ-4д

Для R7 і R8 було вибрано 2 постійних резистори- МЛТ-0,12

1.9. Ємність конденсатора С1 на виході стабілізатора визначаємо за формулою

                                                                        (1.37)

де  – коефіцієнт передачі струму найбільш потужного транзистора, що входить у складений (транзистор VТ4 на рис.2.5), у схемі із спільним емітером;  – вихідний опір стабілізатора, Ом;   – гранична частота   коефіцієнта передачі струму найбільш потужного регулювального транзистора в схемі із спільною базою (визначається з довідника), Гц.

Отримане значення С1 переводиться в мікрофаради (для цього відбувається множення знайденого значення С1 на 10⁶) і уточнюється за шкалою номінальних ємностей конденсаторів (табл.2.1). Конкретний тип конденсатора С1 вибирається з додатку Е. При цьому необхідно, щоб робоча напруга конденсатора С1 відповідала умові

                                                                            (1.38)

                                   

1.10. Номінальний і мінімальний ККД стабілізатора знаходимо з виразів

                                    ;                                           (1.39)

                                   

                          ,                                 (1.40)

2. РОЗРАХУНОК РЕЗИСТИВНОГО КАСКАДУ ПОПЕРЕДНЬОГО ПІДСИЛЕННЯ НАПРУГИ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ ЙОГО В МІКРОСХЕМАТИЧНОМУ ВИКОНАННІ

Порядок розрахунку попереднього каскаду ПНЧ розглянемо на прикладі найпоширенішої резистивної схеми при увімкненні транзистора із спільним емітером (рис.2.1).

       Рис.2.1. Схема резистивного каскаду із спільним емітером

2.1 Перевіримо правильність попереднього вибору транзистора. Для нормального режиму роботи транзистора необхідно, щоб допустима напруга між колектором і емітером обраного транзистора перевищувала напругу живлення, що підводиться до каскаду із врахуванням того, що напруга живлення  будь-якого попереднього каскаду дорівнює різниці між напругою живлення всього підсилювача і спадом напруги на опорах резисторів розв’язувальних фільтрів, що використовуються у наступних каскадах.

,                                                (2.1)

       А значення допустимого струму колектора перевищувала вхідний струм наступного каскаду не менше ніж в 1,5...2 рази:

                                       (2.2)

Із довідника вибираємо транзистор: КТ203Б

Параметри транзистора:

Р_к.max = 150мВт;

h_21е = 30…150;

U_к.б = 30В;

U_е.б = 30В;

I_к.max = 10мА;

I_к.б0 = 1мкА.

2.2. Визначаємо значення струму спокою в колі колектора за виразом:

                                        (2.3)

2.3 Знаходимо опір навантаження в колі колектора:

                                                                     (2.4)

З довідника вибираємо найближче значення опору: R3=560Ом

Потужність, що розсіюється на резисторі R3, складає :

                                                    (2.5)

З довідника вибираємо найближче більше значення потужності: P_R3=0,125Вт.

Вибираємо резистор R3: ТВО-0,125-560Ом±5%

2.4  Визначаємо опір резистора R4 у колі термостабілізації за виразом:

                          .                                              (2.6)

З довідника вибираємо найближче значення опору: R4 = 270Ом

       Потужність, що розсіюється на резисторі R4, дорівнює :

                                                                          (2.7)

З врахуванням знайдених значень R3, R4, і  вибираємо стандартні значення і тип резисторів R3 і R4.

Вибираємо:  R3-МЛТ-0,25-910±5%

                  R4-МЛТ-0,25-470±5%

2.5 Знаходимо ємність конденсатора С3:

                                          (2.8)  

                          

З довідника вибираємо найближче значення ємності:С3 = 390мкФ

Вибираємо конденсатор С3: К50-7-390мкФ

2.6 Знаходимо напругу між колектором і емітером транзистора в режимі спокою

                               (2.9)

2.7 В сімействі вихідних статичних характеристик обраного транзистора, увімкненого за схемою із спільним емітером, відзначаємо положення робочої точки Р з координатами  і . Знайденому положенню робочої точки відповідає струм бази . Отримане значення струму бази дозволяє визначити положення робочої точки  на вхідній характеристиці транзистора, знятої при , напрузі спокою ділянки база-емітер  і вхідному опорі на змінному струмі транзистора каскаду .

З графіка визначаємо = 0,8В                

Рис. 2.2. Вихідні статичні характеристики

Для знаходження  необхідно провести дотичну до точки спокою  і знайти відношення:

                                              .                                                     (2.10)

2.8 Визначаємо елементи подільника напруги в колі бази R1 і R2 (рис.3.5). Приймаємо спадання напруги на опорі резистора R5 фільтра:

                                       (2.11)

Знаходимо напругу, що підводиться до подільника R1, R2:

                                        (2.12)

Вибираємо струм в колі подільника з умови:

                                                                                 (2.13)

Визначаємо R1 і R2 за виразами:

                                  (2.14)      

                                     (2.15)

З довідника вибираємо найближче значення опорів: R1 = 1000Ом,           R2 = 3000Ом

Спадання напруги на резисторі R4 приймають рівним:

                                                                 (2.16)

Визначаємо потужність, що розсіюється на них                                                  

                                (2.17)

                                                                                       (2.18)

З довідника вибираємо найближче більше значення потужності: P_R1 та P_R2 = 0,125Вт

Вибираємо резистори:

R1 - МЛТ-0,125-10000Ом ± 5%

R2- МЛТ-0,125-3000Ом ± 5

2.9 Розраховуємо елементи розв’язувального фільтра

                                             (2.19)

З довідника вибираємо найближче значення опору: R5=200Ом

Визначаємо потужність резистора R5:

                                                                 (2.20)

Вибираємо резистор R5 - МЛТ-0,25-390Ом±5%

Розраховуємо елементи розв’язувального фільтра:

                                                   (2.21)

Знайдемо напругу на конденсаторі :

                                                                             (2.22)

Вибираємо конденсатор: C2-К50-12-5000±20%

2.10  Знаходимо амплітудне значення струму на вході каскаду:                                                                                                       (2.23)

де  – мінімальне значення коефіцієнта передачі струму транзистора каскаду, що розраховується.

1.11 Визначаємо коефіцієнт підсилення каскаду за напругою на середніх частотах за виразом

,                                    (2.24)

де  – вхідний опір каскаду, що розраховується;

 – еквівалентний вихідний опір даного каскаду, знаходиться за виразом

                                                            (2.25)

 

2.12 Знаходимо мінімальне значення коефіцієнта підсилення каскаду за потужністю

,                               (2.26)

                                        

або в децибелах

.                             (2.27)

2.13 Ємність розділового конденсатора С4, який розділяє каскад, що розраховується, від наступного (рис.3.5), знаходимо за виразом

              (2.28)

Вибираємо конденсатор С4-К50-12-10 мкФ

2.14 Уточнюємо значення коефіцієнта частотних спотворень каскаду на верхніх частотах діапазону

,                    (2.29)

С₀ = 30пФ

Таким чином за всіма параметрами розрахований підсилювач кращій від заданого.

3. ПЕРЕТВОРЕННЯ ЧИСЕЛ ІЗ ОДНІЄЇ СИСТЕМИ

ЧИСЛЕННЯ В ІНШУ

Носіями інформації в електронних обчислювальних пристроях (ЕОП) є електричні сигнали, найчастіше – напруги. Інформація обробляється в цифровій формі. Кожній цифрі відповідає певний рівень сигналу.

Системою числення називають певну сукупність знаків і цифр, а також правил їхнього запису. Розрізняють системи числення непозиційні і позиційні. У непозиційних системах значення кожної цифри не залежить від її позиції в числі. Прикладом непозиційної системи служить римська система числення. Недоліком непозиційних систем є необмежена кількість різних цифр, необхідних для подання будь-якого числа.

Позиційними називають такі системи числення, у яких значення кожної цифри в числі перебуває у жорсткій відповідності із її позицією. Позиція визначається розташуванням даної цифри відносно коми.

Табл.3.1 відображає правила додавання і множення двійкових чисел. Ця таблиця набагато простіша, ніж відповідна таблиця для десяткової системи числення. Економічність устаткування при двійковій системі числення проілюструємо на наступному прикладі. Припустимо, що для відображення кожної цифри якого-небудь числа потрібен один елемент. Тоді для подання будь-якої цифри в системі числення із основою  буде потрібно  різних елементів.

Таблиця 3.1.Правила додавання і множення двійкових чисел

Додавання	Множення
0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10	0 ´ 0 = 0 0 ´ 1 = 0 1 ´ 0 = 0 1 ´ 1 = 1

1EAC9,AD128₁₆→x_2;6;10

3.1 Перетворення в двійкову систему числення

А=101, В=1011, С=1100, D=1101, E=1110, F=1111

0=0000, 1=0001, 2=0010, 3=0011, 4=0100, 5=0101, 6=0110, 7=0111, 8=1000, 9=1001, 10=1010, 11=1011, 12=1100, 13=1101, 14=1110, 15=1111

   1       E      A       C      9       A      D      1       2       8

 0001.1110.1010.1100.1001,1010.1101.0001.0010.1000₂

3.2 Перетворення в десятирічну систему числення

 

2¹⁶+2¹⁵+2¹⁴+¹³+2¹¹+2⁹+2⁷+2⁶⁺2³+2⁰=125641₁₀

2^-1+2^-3+2^-5+2^-6+2^-8+2^-12+2^-15+2^-152^-17=0,676063₁₀

125641,676063₁₀

3.3 Перетворення в шісткову систему числення

125641   6                                                           

125641   20940    6                                                              

       1      20940   3490     6                                

                                     0     3486     581   6                         

                                                      4    576   96       6           

                                            5    96        16      6      

                                                   0         12      2

                                                               4

0,676063∙6=4,05638122

0,05638122∙6=2,02972392

0,02972392∙6=0,17834352

0,17834352∙6=1,07006112

0,07006112∙6=0,42036672

0,42036672∙6=2,52220032

2405401,4020102₆

4.АРИФМЕТИЧНІ ДІЇ (ДОДАВАННЯ, ВІДНІМАННЯ, МНОЖЕННЯ І ДІЛЕННЯ) ІЗ ДВОМА ЧИСЛАМИ У ДВІЙКОВІЙ СИСТЕМІ ЧИСЛЕННЯ

4.1 Додавання здійснюється послідовно, починаючи з молодшого розряду. У кожному розряді підсумовуються значення трьох величин: розряду операнда , розряду операнда  та переносу з попереднього розряду . 

Зміна знака числа на протилежний. Як було показано, від"ємні числа можуть записуватися у вигляді прямих, зворотних або доповняльних кодів. Знакові розряди додатних чисел дорівнюють нулю, а від"ємних – одиниці, і відділяються від інших розрядів крапкою.

Назвемо операцію отримання доповняльного коду від"ємного числа із прямого коду операцією доповнення. Ця операція полягає в інвертуванні всіх розрядів початкового коду (включаючи знаковий) і додавання до молодшого розряду одиниці.

Сформулюємо наступне правило: у системі двійкових чисел зі знаком заміна додатного числа на рівнозначне йому за модулем від"ємне і навпаки, заміна від"ємного – на додатне, здійснюється застосуванням до коду даного числа операції доповнення.

   258→100000010                24→11000

 +258→0, 100000010          +24→0, 11000→0,000011000

  -258→1, 011111110           -24→1, 11000→1,111100111→1,111101000

4.2 Дія віднімання. Додавання двійкових чисел зі знаком у формі із фіксованою комою. Додавання двійкових чисел, представлених у формі із фіксованою комою, відбувається аналогічно додаванню цілих чисел. Номера розрядів визначаються їхнім розташуванням у числі відносно коми, що відокремлює цілу частину від дробової. Порядок додавання не залежить від розташування коми.

   

Правильність виконаних операцій додавання чисел повинна обов"язково перевірятися для уникнення одержання неправильного результату. Відповідно до табл.4.6 правило перевірки наступне: якщо знак операндів однаковий, а знак суми протилежний йому, то результат буде некоректний; у всіх інших випадках результат додавання правильний.

4.3 Дія множення. Множення двійкових чисел зазвичай виконують у прямому коді. Знак добутку визначають за знаковими розрядами числа, що множиться і множника у відповідності із наступним правилом: якщо знак операндів однаковий, то знак добутку – додатний; в іншому випадку – знак добутку від"ємний.

Знак добутку двох чисел не впливає на алгоритм виконання операції множення модулів цих чисел. Найпростішим способом множення є багаторазове додавання числа, що множиться, причому число таких операцій дорівнює множнику. Такий алгоритм множення є простим, але повільним.

       0∙0=0;  1∙1=1;  1∙0=0;  1+1=10;  1+1+1=11;  1+0=1;  0+0=1.               

                                                                                      

4.4 Дія ділення. Операцію ділення можна виконати способом, аналогічним при діленні вручну, що наочно ілюструє приклад ділення двох чисел , тобто .

Знак частки визначають аналогічно знаку добутку. Віднімання подільника, що застосовується при діленні, виконують додаванням його доповняльного коду.

Алгоритм ділення із відновленням залишку наступний. Спочатку визначаються знаки числа, що ділиться і подільника. Якщо знаки однакові, то результат ділення буде додатний, якщо різні – від"ємний. Після кожного віднімання перевіряють знак результату: при додатному знаку в молодший розряд частки записують  і переходять до наступного кроку віднімання при від"ємному –  і відновлюють залишок додаванням до нього подільника; лише після цього можна виконувати чергове віднімання.

Кожне чергове віднімання виконують після зсуву подільника на один розряд праворуч або числа, що ділиться – на один розряд ліворуч, що зазвичай використовується на практиці. Після обробки всіх розрядів діленого числа останній результат віднімання представляє собою залишок ділення.

5. Отримати ДДНФ, ДКНФ, МДНФ, МКНФ заданої логічної функції та її схемна реалізація в

найоптимальнішому базисі

5.1.Отримання ДДНФ, ДКНФ

  ДНФ

 ДДНФ

5.2 Будуємо таблицю істинності

Таблиця 5.1

Таблиця істиності заданої логічної функції

x10	x4	x3	x2	x1	y
0	0	0	0	0	1
1	0	0	0	1	1
2	0	0	1	0	0
3	0	0	1	1	0
4	0	1	0	0	1
5	0	1	0	1	0
6	0	1	1	0	1
7	0	1	1	1	0
8	1	0	0	0	0
9	1	0	0	1	0
10	1	0	1	0	0
11	1	0	1	1	0
12	1	1	0	0	0
13	1	1	0	1	1
14	1	1	1	0	0
15	1	1	1	1	1

 ДКНФ

5.3 Створюємо карту Карно функції, та отримання МДНФ.

Рис.5.1. Отримання МДНФ

 МДНФ

           Складність даного виразу:

5.4 Створюємо карту Карно функції, та отримання МКНФ

                        а)                                                        б)

Рис.5.2. Мінімізація методом редукції:

а) початкова МКНФ,  б) редукційна МКНФ ( – додана “0”)

 МКНФ

Складність даного виразу:

6.КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОРИМАНОЇ ЛОГІЧНОЇ СХЕМИ

6.1 Модель дослідної схеми:

Рис. 6.1 Модель логічної функції

6.2 Аналізатор логічних рівнів:

Рис.6.2 Робоче вікно логічного аналізатора

 

Висновок

Провівши розрахунки  електронного компенсаційного стабілізатора напруги,електронного попереднього підсилювача НЧ, працюючи з різними системами числення тазнаходження ДДНФ, ДКНФ, МДНФ, МКНФ заданої логічної функції,  її схемна реалізація в найоптимальнішому базисі;  було набуто важливі навички роботи в даній сфері та вміння їх використовувати.  

Список використаної літератури

1.     Аналоговыеинтегральныемикросхемы:Справочник / Кудряшов Б. П., Назаров Ю. В., Тарабрин Б. В. и др. –М.: Радио исвязь, 1981. –160 с.

2.     Артамонов Б. И., Бокуняев А. А.Источникиэлектропитаниярадиоуст­ройств.– М. : Энергоиздат, 1982. –296 с.

3.     Артамонов В. В. Маломощныевыпрямители. Основытеории и расчет.       –М.: Связь, 1970. –240 с.

4.     Блейксли Т. Р. Проектированиецифровыхустройств с малыми и большимиинтегральнымисхемами.– К.: Вища шк., 1981.–336с.

5.           Букреев И. Н., Мансуров Б. М., Горячев В. И. Микро­электронныесхемыцифровыхустройств.– М.: Сов. радио, 1975.– 368с.

6.     Голдсуорг Б. Проектированиецифровыхлогическихустройств.– М.: Машиностроение,1985.– 288с.

7.     Блейксли Т. Р. Проектированиецифровыхустройств с малыми и большимиинтегральнымисхемами.– К.: Вища шк., 1981.–336с.

8.     Гершунский Б. С Основыэлектроники : 2-е изд., перераб. и доп. –К.: Вищашкола,Главноеизд-во, 1982. –440 с.

9.     Терещук Р М., Терещук К. М., Седов С. А. Полупроводниковыеприемно-усилительныеустройства: Справочникрадиолюбителя. –К.: Наукова думка, 1981. –671 с.

10.                       Штильман В. И. Микроэлектронные, стабилизаторынапряжения. –К.: Техніка,1976. –168 с.

11.  Гутников В. С. Интегральнаяэлектроника в измерительныхустройствах. –Л.: Энергия, 1980. –248 с.