Импульсный режим работы и цифровое представление преобразуемой информации

СТРУКТУРЫ, ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ.

Импульсный режим работы электронного устройства характерен резкими изменениями токов и напряжений. При этом в промежутках времени между этими изменени­ями токи и напряжения меняются сравнительно мало. Импульсный режим широко используется в устройствах как силовой, так и информативной электроники.

Часто активные приборы (например, транзисторы) ус­тройства электроники, работающего в импульсном режи­ме, используются как ключи, т. е. основную долю време­ни находятся или в открытом, или в закрытом состоянии, и только в течение очень коротких отрезков времени на­ходятся в промежуточном состоянии. Это так называемый ключевой режим работы активных приборов. В соответ­ствии с этим импульсный и ключевой режимы иногда отождествляют. Широкое использование импульсного режима объясняется многими его преимуществами. Им­пульсный режим устройства силовой электроники по­зволяет существенно повысить коэффициент полезного действия.

Импульсный режим работы устройств информативной электроники имеет следующие два важнейших преимуще­ства:

• резко повышается помехоустойчивость, так как и при высоком уровне помех обычно не возникает проблемы отличить одно состояние схемы от другого, а именно состояние схемы определяет информацию о преобразуемом сигнале;

• информация о сигнале простым и естественным образом представляется в цифровой форме, что позволяет использовать большие и всё возрастающие возможности цифровой обработки информации.

Для цифрового представления информации характер­но полное абстрагирование от особенностей электричес­ких процессов в электронной схеме, выполняющей обра­ботку сигналов.

В устройствах цифровой электроники в большинстве случаев используются сигналы двух уровней — высокого и низкого. При этом обычно имеются в виду уровни на­пряжения, а не тока. Цифровые схемы конструируют та­ким образом, чтобы воздействие некоторого сигнала оп­ределялось не конкретным значением его напряжения, а тем, к какому из двух разновидностей сигналов (высоко­го или низкого уровня) этот сигнал относится. Предпола­гается, что каждый сигнал характеризуется «разумным» уровнем напряжения. При конструировании цифровых схем предпринимаются все меры к тому, чтобы, например сигнал высокого уровня был не очень малым и не очень большим по напряжению. Если напряжение сигнала на­ходится в установленных пределах, то конкретное значе­ние напряжения практически никак не влияет на реакцию того устройства цифровой электроники, на которое этот сигнал подан. Такие сигналы принято называть цифровы­ми. Сигналы, не являющиеся цифровыми, называют аналоговыми.

Изобразим диаграмму, поясняющую изложенное (рис. 3.6). На этой диаграмме, соответствующей цифровым схе­мам транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), имеющей напряжение питания 5 В, укажем диапазоны напряжений для входных и выходных сигналов (заштрихованные пря­моугольники).

Это такие диапазоны, что сигнал, оказавшись в одном из них, безошибочно квалифицируется как сигнал высокого или низкого уровня. Высокому и низко­му уровню сигналов ставятся в соответствие логические состояния 1 («истина») и 0 («ложь»). Если высокому уров­ню сигналов ставится в соответствие состояние 1, а низкому — состояние 0, то говорят о так называемой позитивной логике. Если высокому уровню соответствует со­стояние 0, а низкому — 1, то говорят о так называемой негативной логике.

Дата добавления: 2014-01-14