Тема 1.2 Усилительные устройства

Содержание программы

Усилительное устройство. Назначение. Классификация усилительных уст­ройств, их параметры и характеристики. Транзисторные усилители, усилители на интегральных микросхемах. Схемы включения операционных усилителей, ос­новные технические характеристики.

Методические указания

Прежде чем начинать изучение темы, следует повторить вопросы из дис­циплины «Основы промышленной электроники», касающиеся биполярных транзисторов (физические процессы, усиление, основные схемы включения); обратных связей в усилителях; принципов построения усилительных каскадов на транзисторах; интегральных микросхем.

Энергия, получаемая с датчиков, в большинстве случаев недостаточна для воздействия на регулирующий орган, поэтому сигнал с датчика предварительно усиливается усилителем.

Усилителем называется устройство, предназначенное для количествен­ного преобразо­вания (усиления) входного сигнала.

Эффект усиления осуществляется в усилителях за счет энергии вспомога­тельного ис­точника. И в зависимости от вида вспомогательного источника энер­гии усилители можно разбить на следующие группы: электрические, гидравли­ческие, пневматические и комбинированные.

Усилители делятся на однокаскадные и многокаскадные, а также усили­тели с обритыми связями и без обратных связей. Чаще всего применяются элек­трические уси­лители.

Особое внимание следует уделить схемам усилительных каскадов на бипо­лярных транзисторах: каскаду с общим эмиттером, с общей базой (повторитель тока), с общим коллектором (повторитель напряжения); выходным каскадам (усилителям мощности) и мно­гокаскадным усилителям.

Широкие функциональные возможности дифференциальных усилителей позволили создать на их основе интегральные схемы высококачественных уси­лителей. Та­кие интегральные усилители получили название операционных, так как с их помощью пу­тем введения линейных и нелинейных элементов отрица­тельной обратной связи можно производить математические операции: -сумми­рование, вычитание, интегрирование и т.д. Операционные усилители (ОУ) можно использовать и для усиления, генериро­вания, формирования, преобразо­вания и детектирования сигналов.

ОУ можно включать как инвертирующий, неинвертирующий, дифференци­альный (разностный).

Контрольные вопросы

1 Дайте определение усилителя.

2 Как классифицируются усилители?

3 Дайте краткие характеристики и простейшие принципиальные схемы усилительных каскадов с общим коллектором.

4 Дайте определение ОУ. Какие функции может выполнять ОУ?

Приведите схемы включения ОУ.

Тема 1. 3 Элементы и узлы систем автоматического управления

Содержание программы

Понятие об элементах и узлах систем автоматического управления. Эле­менты памяти, триггеры, регистры, счетчики, дешифраторы, формирователи импульсов: назначение, принцип действия, технические характеристики, схемы включения.

Лабораторная работа №2

Исследование интегральных микросхем

Методические указания

Прежде, чем приступить к изучению конкретных элементов и узлов систем автоматического управления ЭВМ, необходимо уяснить тот факт, что ЭВМ ра­ботают в двоичной системе счисления, а в математических расчетах и повсе­дневной жизни мы пользуемся десятичной системой счисления, а ввод инфор­мации в ЭВМ может осуществляться в восьмиричной или шестнадцатиричной системах счисления.

Память ЭВМ – это совокупность запоминающих устройств, предназначен­ных дам записи, хранения, и выдачи информации, представленной в виде циф­ровых кодов.

Необходимо изучить принцип работы запоминающего элемента биполяр­ного типа и ячейки МОП-памяти.

Триггер - это электронное устройство, с помощью которого можно запи­сывать, хранить и считывать двойную информацию.

В зависимости от используемых информационных входов триггеры под­разделяются на следующие типы:

- триггеры с раздельной установкой 0 и 1 (RS-триггеры);

- триггеры со счетным входом (Т-триггеры)

- триггеры с приемом информации по одному входу (Д-триггеры или триггеры задержки);

- универсальные триггеры (JK-триггеры)

При изучении триггеров необходимо обратить внимание на их условные графические обозначения и таблицы истинности триггеров.

JK -триггер является универсальным, так как на его основе можно полу­чить схемы, функционирующие как Д-, Т- и RS-триггеры.

Регистром называется функциональное устройство, предназначенное для приема и запоминания двоичного кода.

Регистр представляет собой совокупность триггеров, число которых со­ответствует числу разрядов в слове, и вспомогательных схем, обеспечивающих выполнение некоторых операций.

Необходимо рассмотреть регистры с однофазной и парафазной передачей информации.

Счетчик – устройство, предназначенное для подсчета числа сигналов, по­ступающих на его вход и фиксации этого числа в виде кода, хранящегося в триг­герах.

Необходимо рассмотреть схемы и принцип действия счетчиков с последо­вательным и параллельным переносом.

Дешифратор – это логическая схема, предназначенная для преобразования n-разрядного двоичного кода в один управляющий сигнал.

Основное внимание необходимо уделить линейным и многоступенчатым дешифраторам, принципам их реализации.

Формирование импульса – это изменение формы импульса. Обычно на вход схемы формирователя импульсов поступают искаженные импульсы, кото­рые затем преобразуются в импульсы правильной формы.

Следует рассмотреть простейшие линейные цепи (RC-,RL- и RLC-цепь), укорачивающие и операционные цепи, линии задержки импульсов, нелинейные преобразователи импульсов.

Контрольные вопросы

1 Дайте определение СС. В чем различие позиционных и непозиционных СС?

2 Чем объясняется использование двойной СС для представления чисел в ЭВМ?

3 Дайте определение памяти ЭВМ.

4 Объясните принцип работы запоминающего элемента биполярного типа.

5 Объясните принцип работы ячейки МОП - памяти.

6 Объясните назначение и разновидность триггеров.

7 Объясните назначение регистров. Перечислите достоинства и недостатки регистров с однофазной и парафазной передачей информации.

8 Объясните назначение счетчиков. Перечислите достоинства и недостатки счетчиков с последовательным и параллельным переносом.

9 Объясните назначение и принцип построения дешифратора.