Генератор LC-типа.

Такой генератор строят на основе усилительного каскада на транзисторе, включая в его коллекторную цепь колебательный контур. Для создания ПОС используется трансформаторная связь между обмотками. генераторы, также как и избирательные усилители применяют в области высоких частот, когда требуются небольшие величины L и имеется возможность обеспечить высокую добротность контура. А на низких и инфранизких частотах, когда построение генератора затруднительно, используют RС цепи тех же типов, что и для избирательных усилителей.

44. Условные обозначения полупроводниковых приборов: динистор, тринистор.

Рис.5. Условные графические обозначения тиристоров: а — общее обозначение (динистор); б — тринистор; в — полностью управляемый тиристор; г — симмистор

Билет 16

16. Триггеры. Элемент памяти ЭВМ на триггерах.

в ЭВМ используется двоичная система счисления, в которой в каждом разряде числа может быть од­на из двух цифр—0 или 1, причем эти цифры кодируются отсутствием электрического импульса или его наличием соответ­ственно.

Очевидно, что для запоминания одного разряда числа доста­точно одного триггера, на вход которого это число подается в закодированном виде как отсутствие или наличие отрицательного импульса. Если триггер был предварительно приведен в начальное состояние, то после подачи на его вход одноразрядного числа он либо останется в этом состоянии, либо перейдет в рабочее со­стояние. Приобретенное состояние триггер будет сохранять ограниченно долго, т. е. таким образом осуществляется запо­минание цифры.

Итак, триггер можно использовать как элемент памяти, способный зафиксировать и хранить одноразрядное число (0 или 1), поданное на основной вход в закодированной форме (в форме отсутствия или наличия отрицательного им­пульса) . Из триггера также легко может быть извлечена хра­нящаяся в нем информация (считывание).

Из нескольких триггеров можно составить элемент памяти (регистр), способный зафиксировать и хранить многоразрядное число, выраженное в двоичной системе счисления.

45. Практическая работа

Билет 17

17. Генераторы импульсов (мультивибраторы)

В рассмотренных генераторах синусоидального напряжения тран-шсторы работают в усилительном режиме. В отличие от них в ге­нераторах импульсов транзисторы работают в ключевом режиме.

Мультивибраторы — импульсные генераторы с положительной обратной связью, в которых усилительные элементы (транзисто­ры, операционные усилители) работают в ключевом режиме.

Мультивибраторы не имеют ни одного состояния устойчивого равновесия, поэтому относятся к классу автоколебательных гене­раторов и выполняются на дискретных транзисторах, интеграль­ных логических элементах и на операционных усилителях.

На рис. 8.39, а приведена схема мультивибратора на операци­онном усилителе. С помощью делителя напряжения R2, R1 осуще­ствляется положительная обратная связь с выхода ОУ на неинвер-тирующий вход (Вх.2), а RC-контур в цепи инвертирующего вхо­да является времязадающим элементом. Операционный усилитель работает в ключевом режиме и выполняет роль схемы сравнения.

46. Схематическое изображение электронного диодного ключа.

Билет 18

18. Электронные усилители (многокаскадные усилители).

Усилителем называется устройство, предназначенное для по­вышения напряжения, тока или мощности входного сигнала. В ли­нейном усилителе входной сигнал усиливается без искажения его формы.

Повышение мощности сигнала на выходе усилителя достига­ется преобразованием энергии источника питания постоянного тока в энергию усиливаемого сигнала.

Такое преобразование энергии осуществляется с помощью ак-гинных компонентов — транзисторов или электронных ламп. Со-иинк шснно усилители подразделяются на полупроводниковые и шмиовые. В настоящее время применяются в основном полупро-иолмиковые усилители в интегральном исполнении.

И общем случае электронные усилители являются многокас­кадными устройствами. Отдельные каскады связаны между собой цепями, по которым передается усиливаемый сигнал. Каскады вы­полняют по схеме с общим эмиттером и общим истоком, с об-|мим коллектором и общим стоком, с общей базой и общим за-июром (см. табл. 8.1).

47. Выполните следующие действия: 0+0=?, 0+1=?.

Билет 19

19. Операционные усилители.

Операционным усилителем называется устройство, предназначенное для выполнения мате-

матических операций с аналоговыми сигналами, имеющее исключительно высокий коэф-

фициент усиления, очень большое входное и малое выходное сопротивление и выполнен-

ное в микроэлектронном исполнении.

Операционный усилитель включает в свой состав один или несколько дифференциальных

каскадов УПТ, генератор стабильного тока для питания этих каскадов и выходные эмиттерные

повторители для увеличения входного и уменьшения выходного сопротивления.

48. Практическая работа

Билет 20

20. Обратные связи в усилителях. Специализированые и интегральные усилители.

Отрицательная обратная связь - это процесс передачи выходного сигнала обратно на вход, при котором погашается часть входного сигнала. Может показаться, что это глупая затея, которая приведет лишь к уменьшению коэффициента усиления. Действительно, отрицательная обратная связь уменьшает коэффициент усиления, но при этом она улучшает другие параметры схемы, например устраняет искажения и нелинейность, сглаживает частотную характеристику (приводит ее в соответствие с нужной характеристикой), делает поведение схемы предсказуемым. Чем глубже отрицательная обратная связь, тем меньше внешние характеристики усилителя зависят от характеристик усилителя с разомкнутой обратной связью (без ОС), и в конечном счете оказывается, что они зависят только от свойств самой схемы ОС. Операционные усилители обычно используют в режиме глубокой обратной связи, а коэффициент усиления по напряжению в разомкнутой петле ОС (без ОС) достигает в этих схемах миллиона.

Цепь ОС может быть частотно-зависимой, тогда коэффициент усиления будет определенным образом зависеть от частоты; если же цепь ОС является амплитудно-зависимой, то усилитель обладает нелинейной характеристикой. Обратную связь можно использовать для формирования источника тока или источника напряжения, с ее помощью можно получить очень большое или очень малое входное сопротивление. Вообще говоря, тот параметр, по которому вводится обратная связь, с ее помощью улучшается. Например, если для обратной связи использовать сигнал, пропорциональный выходному току, то получим хороший источник тока.

Обратная связь может быть и положительной; ее используют, например в генераторах. Как ни странно, она не столь полезна, как отрицательная ОС. Скорее она связана с неприятностями, так как в схеме с отрицательной ОС на высокой частоте могут возникать достаточно большие сдвиги по фазе, приводящие к возникновению положительной ОС и нежелательным автоколебаниям. Для того чтобы эти явления возникли, не нужно прикладывать большие усилия, а вот для предотвращения нежелательных автоколебаний прибегают к методам коррекции.

49. Условные или схематические обозначения датчиков.

Измеряемая величина	Типы датчиков	Схематическое изображение или условное обозначение	Физические основы действия
Перемещение	Контактный				Замкнутое или разомкнутое состояние электрической цепи
Реостатный		Закон Ома
Емкостный		Зависимость электрической емкости конденсатора от его параметров;
Механическое давление	Угольный		Зависимость переходного электрического сопротивления частиц от площади их соприкосновения
Температура	Газовый		Зависимость давления газа от температуры
Биметалли­ческий		Линейное тепловое расширение металлов
Термистор		Зависимость электрического сопротивления полупро­водников от температуры

Билет 21

21. Электронные выпрямители.

32-2. СХЕМЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Для питания радиоприемников, телевизоров и усилителей НЧ применяют выпрямители со сглаживающими фильтрами, начинаю­щимися с емкости (конденсаторы С₀ на рис. 32-1—32-5). Выпрями-

тели по схемам на рис. 32-2 и 32-3, б обязательно должны иметь трансформаторы питания, а по остальным схемам — могут работать с автотрансформаторами или вообще без трансформаторов и авто­трансформаторов.

Вентиль или группа вентилей, включенные в выпрямитель двумя точками, одна из которых присоединена к источнику переменного тока (к обмотке трансформатора, автотрансформатора или непос­редственно к электросети), а другая является одним из полюсов выпрямленного напряжения, образуют плечо выпрямительной схемы.

Однополупериодный выпрямитель (рис. 32-1). По этой схеме обычно выполняют выпрямители, от которых требуется ток не бо­лее нескольких десятков миллиампер. Во время полупериодов од­ного знака питающего переменного напряжения конденсатор С₀ заряжается импульсами прямого тока через диоды плеча В. Раз­ряд конденсатора происходит через дроссель сглаживающего фильт­ра Др и нагрузку, подключенную к точкам, обозначенным знаками « + » и «—». Каждый последующий импульс прямого тока через дио­ды восполняет запас энергии конденсаторов С₀ и Сф. Основная ча­стота пульсации выпрямленного напряжения равна частоте пере­менного тока электросети.

50. Схематическое изображение электронного триодного ключа.

Билет 22

22. Датчики. Виды и функции датчиков, используемых в устройствах ввода информации в ЭВМ.

Измеряемая величина	Типы датчиков	Схематическое изображение или условное обозначение	Физические основы действия
Перемещение	Контактный				Замкнутое или разомкнутое состояние электрической цепи
Реостатный		Закон Ома
Емкостный		Зависимость электрической емкости конденсатора от его параметров;
Механическое давление	Угольный		Зависимость переходного электрического сопротивления частиц от площади их соприкосновения
Температура	Газовый		Зависимость давления газа от температуры
Биметалли­ческий		Линейное тепловое расширение металлов
Термистор		Зависимость электрического сопротивления полупро­водников от температуры

51. Выполните следующие действия: 1+0=?, 1+1=?.

Билет 23

23. Фотоэлектронные излучающие приборы. Оптоэлектронные приборы.

Фотоэлектрическими называют электронные приборы, преоб­разующие энергию излучения в электрическую энергию. Такие приборы могут строиться на фотоэффекте как в вакууме или газе, гак и в полупроводнике. Наибольшее распространение получили фотоэлектрические приборы, принцип действия которых осно­ван на внутреннем фотоэффекте. Суть его заключается в увели­чении под действием внешнего света концентрации свободных носителей заряда, а следовательно, и электропроводимости по-пупроводниковых материалов. Получаемая таким образом элект­ропроводимость называется фотопроводимостью. Она сочетается : собственной проводимостью полупроводникового материала. Фо-гопроводимость зависит от интенсивности и спектрального со­става внешнего светового потока.

Оптоэлектронный прибор содержит одновременно источник и приемник световой энергии. Для оптопары как входным, так и выходным параметром является электрический сигнал, причем гальваническая связь между входной и выходной цепями отсут­ствует. В качестве излучателя оптопары могут быть использованы инфракрасный излучающий диод, светоизлучающий диод, лю­минесцентный излучатель или полупроводниковый лазер. Наиболь­шее распространение в настоящее время получил инфракрасный излучающий диод, что объясняется простотой его структуры, уп­равления и высоким КПД. В качестве приемника оптопары нахо­дят применение фотоэлектрические приборы (фоторезистор, фо­тодиод, фототранзистор и др.). Условные обозначения оптопар, включающих различные приемники, приведены на рис. 8.19.

Для усиления и согласования выходного сигнала оптопары стандартным уровнем напряжения, используемым для передачи и преобразования цифровых сигналов, служат оптоэлектронные микросхемы. В них применяются, как правило, диодная оптопа-ра (как обладающая максимальным быстродействием) и импульсный усилитель

52. Функциональные характеристики логических элементов: "И", "ИЛИ", "НЕ".

Название элемента	Функциональная характеристика
Двоичный элемент	Симметричный триггер с общим входом
Логические элементы
i

Билет 24

24. Полупроводниковые приборы как элементы интегральных схем.

Интегральную микросхему (ИС) или сборку можно получить либо в пластине твердого материала, либо на ее поверхности. В первом случае в теле полупроводникового материала создают слои резисторов, структуры транзисторов, диодов и конденсато­ров, несущие заданные электронные функции. Такие ИС называ­ются полупроводниковыми. На рис. 8.12 показаны электрическая схема и профиль структуры полупроводниковой ИС.

Во втором случае все элементы интегральной схемы (кроме активных) наносят на диэлектрическую пластину (подложку) в виде поликристаллических или аморфных слоев (пленок), выпол­няющих заданные функции пассивных элементов. Полученную ИС при необходимости помещают в корпус с внешними выводами. Активные элементы (диоды и транзисторы) навешивают на пле­ночную схему, в результате чего получают смешанную (плено-чно-дискретную) ИС, которую называют гибридной. Электриче­ская схема и профиль структуры гибридной И С показаны на рис. 8.13.

Характерной особенностью полупроводниковой ИС является отсутствие среди ее элементов катушки индуктивности и тем бо­лее трансформатора. Это объясняется тем, что до сих пор не уда­лось использовать в твердом теле какие-либо физические явле­ния, эквивалентные электромагнитной индукции. Поэтому при разработке ИС стараются реализовать необходимую функцию без использования индуктивностей или применяют навесные индук­тивные элементы.

53. Простейшая схема стабилизации постоянного напряжения.

Билет 25

25. Стабилизаторы постоянного напряжения. Стабилизаторы в интегральном исполнении, увеличение мощности блоков питания, охлаждение.

Напряжение питающей сети непостоянно. При одновременном подключении к сети многих потребителей оно уменьшается и ста­новится ниже номинального (220 В), если потребителей мало, то напряжение может быть больше номинального. Включение и вы­ключение мощных потребителей вызывает скачок напряжения в сторону понижения и повышения. Все эти изменения питающего напряжения неблагоприятно отражаются на работе электропри­боров и электроустановок, ухудшая их характеристики или выво­дя их из строя.

Для поддержания напряжения на нагрузке с заданной точно­стью при изменении сопротивления самой нагрузки и изменении напряжения сети в определенных пределах служат стабилизаторы напряжения.

Стабилизаторы характеризуются коэффициентом стабилизации напряжения

54. Составьте схему логического элемента "И" на неоновой лампе.

Билет 26

26. Блоки питания. Выпрямители переменного напряжения, сглаживание пульсации. Схемы фильтров.

Преобразование переменного тока в пульсирующий называется выпрямлением, а сами преобразователи — выпрямителя­ми. Процесс уменьшения пульсаций называется сглаживанием пульсаций и осуществляется сглаживающими фильтрами. Выпрямителем часто называют весь комплекс, в который входят как собственно выпрямитель, так и сглаживающий фильтр.

55. Техника безопасности при работ е с электронными приборами.

Билет 27

27. Преобразователи. Инверторы. Защита электронных устройств.

Инверторами называются устройства, преобразующие посто­янный ток в переменный.

Инвертор, передающий энергию от источника постоянного тока потребителю, который не потребляет энергию других источников переменного тока, называется автономным, или независимым.

Инвертор, отдающий энергию в сеть переменного тока, назы­вается зависимым, или ведомым сетью.

В автономном инверторе частота выходного переменного на­пряжения определяется частотой переменного напряжения в цени управления, а в зависимом инверторе напряжение и частота тока задаются сетью переменного тока.

Лнтономный инвертор содержит трансформатор, переключа­ющие приборы, цепи управления режимом переключения, а так­же вспомогательные устройства.

И качестве переключающих приборов в инверторах применяю! тиристоры, транзисторы, фототранзисторы и др.

Принципиальная электрическая схема инвертора на тиристо­рах показана на рис. 8.28 Импульсы на управляющие электроды тиристоров подаются поочередно от схемы управления. Между ано­дом и катодом тиристоров У81 и У52 приложено постоянное (пря­мое) напряжение 1/₀. При отсутствии управляющих импульсов ти­ристоры закрыты.

56. Схематическое изображение составного транзистора.

Составной транзистор (транзистор Дарлингтона) — объединение двух или более биполярных транзисторов с целью увеличения коэффициента усиления по току.

Билет 28

28. Электронные логические элементы. Применение логических элементов в электротехнических

Логическими элементами называют электронные устройства, выполняющие простейшие логические операции.

Логические функции и логические операции над ними состав­ляют предмет алгебры логики, или булевой алгебры. В основе ал гебры логики лежат логические величины, которые обозначают латинскими буквами А, В, С, пи т.д. Логическая величина харак­теризует два взаимоисключающих понятия: «есть» и «нет», «чер­ное» и «нечерное», «включено» и «выключено» и т.п. Если одно из значений логической величины обозначено через А, то второе обозначают через А (т. е. «не А»).

Для операций с логическим^! величинами удобно применять двоичный код, полагая А= \, А=0 или, наоборот, А = 0, А = 1. В двоичной системе исчисления одна и та же схема может выпол­нять как логические, так и арифметические операции. Если поня­тие «не А» обозначить особой буквой, например В, то связь между В и А будет иметь вид: В = А.

Это простейшая логическая функция, которую называют от­рицанием, инверсией или функцией НЕ. Схему, обеспечивающую такую функцию, называют инвертором, или схемой НЕ. Услов­ное обозначение схемы НЕ показано на рис. 8.40, а. Функция ин­версии характеризуется кружком на выходной стороне прямоу­гольника. Функция отрицания является функцией одной перемен­ной. Приведем примеры логических функций двух переменных.

57. Схеметическое изображение фильтра на выходе выпрямителя.

Билет 29

29. Задачи аналоговой и цифровой обработки сигналов.

Цифрова́я обрабо́тка сигна́лов (англ. digital signal processing, DSP), ЦОС — преобразование сигналов, представленных в цифровой форме.