Základy číslicovej a impulznej elektroniky

Cieľ predmetu: Podať stručný súhrn základných vlastností integrovaných logických členov TTL, ECL a CMOS a informovať o možnostiach ich použitia vo fyzikálnej aparatúre.

• o prenose impulzného signalu cez zakladne logické členy;
• o parametroch elektronických spínačov (na báze diody, tranzistora a integrovaného obvodu; o najbežnejšich aritmetických a logických kombinačných obvodoch;
• o tvarovaní a generovaní logických impulzov;
• o najbežnejšich logických sekvenčných obvodoch a ich použití v počitadlách, registroch, pamätiach a ďalšich programovateľných obvodoch veľkej integracie.

Dušan Kollár: Elektronika a automatizácia II. Skriptá MFF UK 1990.
Dušan Kollár: Praktikum z elektroniky a automatizácie. Skriptá MFF UK l991.

Sylabus k výberovému cvičeniu
“ Základy číslicovej a impulznej techniky”

1. Základné logické funkcie , typy integrovaných obvodov (TTL, ECL, MOS), realizácia logických funkcii AND, NAND, OR, XOR. Pozitívna a negatívna konvencia logických úrovní. Pravdivostná tabuľka ako základná charakteristika na posúdenie funkcie kombinačného obvodu. Prevodová charakteristika hradla (zaťažiteľnosť, šumová imunita, obvod s otvoreným kolektorom ). Preklápací obvod typu R-S ako príklad najjednoduchšieho sekvenčného obvodu. Preklápacie obvody typu JK, D, T ( asynchrónne a synchrónne, jednostupňové a dvojstupňové preklápacie obvody ( ovládanie úrovňou impulzu -TMS, ovládané jednou z hrán impulzu - TE, ovládané obidvoma hranami impulzu - TEMS). Generovanie skokových impulzov pomocou tlačítka, indikácia výstupných úrovní pomocou LED.

Úlohy: Pomocou LED a bezzákmitového tlačítka , resp. voltmetra overiť činnosť:

1. invertora;
2. hradla NAND, AND;
3. hradla OR, NOR;
4. preklápacieho obvodu typu SR.
5. Zapojiť jeden variant zapojenia multivibrátora a skontrolovať jeho činnosť pomocou osciloskopu. Charakterizovať vplyv časovej konštanty RC a spätnej väzby na funkciu obvodu. Overiť blokovaciu funkciu hradla AND.

 
Literatúra:
• L1: Dušan Kollár: Elektronika a automatizácia 2, 1990 (str. 1-30, str. 60 - 61).
• L2: Dušan Kollár: Praktikum z elektroniky, 1993 (str. 23-29 – úloha1d, str. 88 – 92 - úloha 12).

2. Prenosové oneskorenie hradiel TTL, generovanie krátkych impulzov synchronne so začiatkom , resp. koncom spúšťacieho impulzu. Generovanie predĺžených a skrátených impulzov na základe tvarovanie CR a RC, monovibrátor.

Literatúra:
• L1: Dušan Kollár: Elektronika a automatizácia 2, 1990 (str. 13, str. 58 - 65, obr.8.60)
• L2: Dušan Kollár: Praktikum z elektroniky, 1993 (str. 82-87 – úloha11, str. 101–103 - úloha 15).

3. Pokračovanie skúmania vlastností kombinačných obvodov.

1. Zapojenie pomocných obvodov indikáciu LED, bezzákmitových tlačidiel a multivibrátora , ako pomocných zariadení pre ďalšiu prácu.
2. Oskúšanie logických funkcii AND, OR, XOR realizovaných rôznymi hradlami.
3. Oskúšanie vyhybky pre sériovú tlačiareň.
4. Oskúšanie funkcie dvojkanálového multiplexora a dvojkanálového demultiplexora.
5. Oskúšanie činnosti kódera.
6. Oskúšanie činnosti polovičnej sčítačky.

 

 

Literatúra:

• L1: Dušan Kollár: Elektronika a automatizácia 2, 1990 (str. 30-31, str. 21, str. 10-12).
• L2: Dušan Kollár: Praktikum z elektroniky, 1993 (str. 25-26 , str. 93–97 - úloha 13).


 

4. Obvodová realizácia preklápacích obvodov typu SR, D, T, záchytné registre, počítadlá ( synchrónne, asynchrónne, dopredu, dozadu, obojsmerné), posuvné registre. Oskúšajte funkcie:

1. binárneho asynchrónneho počítadla vpred;
2. binárneho asynchrónneho počítadla vzad;
3. binárneho asynchrónneho počítadla vpred.BCD;
4. posuvný register;
5. sériové a paralelné vkladanie dát do posuvného registra.

4. Použitie integrovaných počitadiel typu 7490, 7493. Skrátenie počítačového cyklu pomocou spätných väzieb. Oskúšajte funkciu:

1. desiatkového počítadla 7490;
2. binárneho počítadla 7493;
3. s použitím počítadla 7493 realizujte delič 1:5, 1:8, 1:8 a pod.;
4. s použitím počítadiel 7493 ovládaného multiplexora a demultiplexora oskúšajte séruový prenos dát.
 
Literatúra:
• L1: Dušan Kollár: Elektronika a automatizácia 2, 1990 (str. 49-55, str. 65-79, str. 40-42).
• L2: Dušan Kollár: Praktikum z elektroniky, 1993 (str. 98-100).

6. Navrhnúť a a oskúšať obvody na generovanie vhodne posunutých impulzov

Literatúra:
• L1: Dušan Kollár: Elektronika a automatizácia 2, 1990 (str. 75-79).

Prakticky plán úloh na letný semester 2004

If you have comments or suggestions, email me at Kollar@fmph.uniba.sk