Скачать через торрент Серия - Мир электроники бесплатно torrent (книга, аудиокнига, журнал, комикс

Предисловие 5
Глава 1. Основные понятия схемотехнического
проектирования радиоэлектронных устройств 7
1.1. Задачи и этапы проектирования РЭУ. Сущность
схемотехнического проектирования РЭУ 7
1.2. Методы оптимизации проектных решений 12
1.3. Пакеты прикладных программ автоматизированного
проектирования и моделирования РЭУ 15
1.3.1. Пакеты программ схемотехнического
проектирования радиоэлектронных
средств и устройств 15
1.3.2. Пакеты программ конструкторского
проектирования радиоэлектронных
средств и устройств 23
1.3.3. Программные системы для лектродинамического
моделирования СВЧ-устройств и полей 25
Глава 2. Математические основы моделирования
компонентов РЭУ различного уровня сложности 29
2.1. Математические модели РЭУ и их элементов 29
2.2. Алгоритмы анализа аналоговых устройств 40
2.3. Алгоритмы анализа цифровых устройств 47
2.4. Методы моделирования полей 50
Глава 3. Основы использования системы DesignLab
для моделирования радиоэлектронных устройств 52
3.1. Состав и возможности системы схемотехнического
моделирования РЭУ DesignLab 52
3.1.1. Состав системы, назначение и порядок
использования программ 54
3.1.2. Пользовательский интерфейс системы 57
3.1.3. Основные возможности системы 60
3.2. Графический ввод схем радиоэлектронных устройств 62
3.2.1. Ввод и размещение компонентов 63
3.2.2. Редактирование параметров компонентов 66
3.2.3. Построение принципиальных схем 67
3.3. Моделирование радиоэлектронных устройств
в режиме анализа частотных характеристик 70
3.3.1. Ввод источника сигнала, размещение маркеров
и проверка схемы на наличие ошибок 70
3.3.2. Задание параметров директивы моделирования 73
3.3.3. Проведение моделирования и анализ
полученных результатов 75
3.4. Моделирование радиоэлектронных устройств
в режиме анализа временных характеристик 77
3.4.1. Ввод источника сигнала, размещение маркеров
и проверка схемы на наличие ошибок 78
3.4.2. Задание параметров директивы моделирования 79
3.4.3. Примеры и порядок выполнения заданий
на моделирование схемы в режиме анализа
временных характеристик 80
Глава 4. Использование системы DesignLab для
моделирования аналоговых и цифровых устройств 89
4.1. Моделирование активных аналоговых устройств 89
4.1.1. Ввод источников аналоговых сигналов 90
4.1.2. Пример и порядок выполнения заданий на
моделирование резонансного усилителя 94
4.1.3. Пример и порядок выполнения заданий на
моделирование искажений импульсных
сигналов при их прохождении через
резистивный усилитель 99
4.1.4. Статистический анализ по методу
Монте-Карло 101
4.1.5. Статистический анализ методом
расчета наихудшего случая 104
4.2. Пример и порядок выполнения заданий на
моделирование цифровых устройств 107
4.2.1. Ввод источников цифровых сигналов 108
4.2.2. Моделирование делителя частоты 112
4.2.3. Моделирование преобразователя кода 114
Приложение.
Разработка печатной платы делителя частоты 120
Общие сведения о программе редактирования
печатных плат PCBoards 120
Пример разработки печатной платы делителя частоты 124
Литература 127

ПРЕДИСЛОВИЕ ..................................................................................................................... 9
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ...................................................................................... 10
1.1. Аналоговое и цифровое представление величин ........................................................ 10
1.1.1. Аналоговое представление величин ..................................................................................... 10
1.1.2. Цифровое представление величин ....................................................................................... 12
1.2. Бинарные и логические состояния .............................................................................. 13
Контрольный тест ................................................................................................................. 15
Глава 2. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ............................................................................... 17
2.1. Основные законы и элементы алгебры логики .......................................................... 17
2.1.1. Логический элемент И и операция логического умножения (конъюнкции) ................. 17
2.1.2. Логический элемент ИЛИ и операция логического сложения (дизъюнкции) .............. 18
2.1.3. Логический элемент НЕ и операция инверсии (отрицания) ........................................... 19
2.1.4. Основные логические элементы ........................................................................................... 20
2.2. Комбинированные элементы ........................................................................................ 20
2.2.1. Логический элемент И-НЕ ....................................................................................... 20
2.2.2. Логический элемент ИЛИ-НЕ .................................................................................. 21
2.2.3. Логический элемент эквивалентности ....................................................................... 22
2.2.4. Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (ХОR) ............................................... 23
2.2.5. Комбинации элементов с двумя входами .................................................................. 24
2.3. Логические элементы с тремя и более входами ......................................................... 25
Контрольный тест ................................................................................................................. 26
Глава 3. АНАЛИЗ СХЕМ ...................................................................................................... 28
3.1. Таблица истинности и цифровая схема ....................................................................... 28
3.1.1. Таблица истинности цифровой схемы с двумя входами ............................................. 28
3.1.2. Таблица истинности цифровой схемы с тремя входами ............................................. 29
3.2. Логические функции и цифровые схемы .................................................................... 31
3.2.1. Определение логической функции цифровой схемы.................................................. 31
3.2.2. Синтез схемы по заданной логической функции ....................................................... 33
3.3. Требуемая функция и реальная функция .................................................................... 33
3.3.1. Как определить реальную логическую функцию ........................................................ 34
3.3.2. Поиск дефекта схемы ................................................................................................ 35
Контрольный тест ................................................................................................................. 36
Глава 4. АЛГЕБРА ЛОГИКИ ............................................................................................... 38
4.1. Переменные и постоянные величины (константы) ................................................... 38
4.2. Законы алгебры логики ................................................................................................. 39
4.3. Аксиомы и тождества алгебры логики ......................................................................... 40
4.3.1. Аксиомы ................................................................................................................... 40
4.3.2. Законы коммутативности и ассоциативности ............................................................ 40
4.3.3. Дистрибутивный закон .............................................................................................. 42
4.3.4. Теоремы де Моргана ................................................................................................. 44
4.3.5. Приоритеты логических операций ............................................................................. 45
4.4. Функции И-НЕ и ИЛИ-НЕ .......................................................................................... 46
4.5. Примеры .......................................................................................................................... 52
Контрольный тест ................................................................................................................. 55
Глава 5. СИНТЕЗ СХЕМ ...................................................................................................... 58
5.1. Синтез схем на логических элементах по заданным условиям ................................ 58
5.2. Нормальные формы записи .......................................................................................... 59
5.2.1. Нормальная форма операции логического сложения ИЛИ ........................................ 59
5.2.2. Нормальная форма операции логического умножения И ........................................... 62
5.3. Упрощение и преобразование нормальной формы ИЛИ с помощью
алгебры логики ............................................................................................................... 63
5.3.1. Упрощение нормальной формы ИЛИ ........................................................................ 63
5.3.2. Преобразование нормальной формы ИЛИ ................................................................ 64
5.4. Метод карт Карно .......................................................................................................... 65
5.4.1. Карта Карно для двух переменных ............................................................................ 65
5.4.2. Карта Карно для трех переменных ............................................................................ 70
5.4.3. Карта Карно для четырех переменных ...................................................................... 73
5.4.4. Карта Карно для пяти переменных ........................................................................... 76
5.4.5. Карта Карно для более чем пяти переменных ........................................................... 79
5.5. Расчет логических схем .................................................................................................. 80
5.5.1. Общие указания ........................................................................................................ 80
5.5.2. Цифровая схема включения и выключения из нескольких мест ................................ 81
5.5.3. Переключатель два из трех ........................................................................................ 82
5.5.4. Схема контроля четности .......................................................................................... 83
5.5.5. Пороговая логическая схема ...................................................................................... 85
5.5.6. Схема сравнения (компаратор) .................................................................................. 86
5.5.7. Схема сортировки транзисторов ................................................................................ 87
5.6. Задания по схемотехническому проектированию....................................................... 88
5.6.1. Схема управления ..................................................................................................... 88
5.6.2. Схема контроля нечетности ...................................................................................... 89
5.6.3. Мажоритарная схема ................................................................................................. 89
5.6.4. Схема блокировки ..................................................................................................... 89
5.6.5. Анализатор показаний радаров .................................................................................. 90
Контрольный тест ................................................................................................................. 90
Глава 6. СЕМЕЙСТВА СХЕМ ............................................................................................. 92
6.1. Общие сведения .............................................................................................................. 92
6.2. Бинарные уровни напряжения ..................................................................................... 93
6.3. Положительная и отрицательная логика ..................................................................... 95
6.4. Свойства схем ................................................................................................................. 97
6.4.1. Потребляемая мощность ........................................................................................... 97
6.4.2. Диапазон уровней и передаточная характеристика .................................................... 97
6.4.3. Время переключения ................................................................................................ 99
6.4.4. Нагрузочная способность ........................................................................................ 100
6.4.5. Помехоустойчивость ............................................................................................... 101
6.4.6. Проводные логические операции ............................................................................ 102
6.5. ДТЛ-схемы .................................................................................................................... 104
6.5.1. Введение ................................................................................................................. 104
6.5.2. Основные ДТЛ-схемы ............................................................................................. 104
6.5.3. МПЛ-схемы ............................................................................................................ 107
6.6. ТТЛ-cхемы ..................................................................................................................... 111
6.6.1. Строение и принцип действия ТТЛ-элементов ........................................................ 111
6.6.2. Стандартные ТТЛ-схемы ......................................................................................... 116
6.6.3. ТТЛ с пониженным энергопотреблением (Low-Power-TTL, LTTL) .......................... 128
6.6.4. Высокоскоростные ТТЛ (High-Speed-TTL, HTTL) ................................................... 128
6.6.5. Шотки-ТТЛ (ТТЛШ) .............................................................................................. 129
6.6.6. ТТЛШ с пониженным энергопотреблением (Low-Power-ТТЛШ) ............................. 130
6.6.7. Сравнительная оценка логических элементов .......................................................... 131
6.7. Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ) .......................................................................... 133
6.8. Логические элементы на МОП-транзисторах ........................................................... 137
6.8.1. Опасность статического электричества .................................................................... 137
6.8.2. Логические элементы на p-канальных МОП-транзисторах (pМОП) ......................... 137
6.8.3. Логические элементы на n-канальных МОП-транзисторах (nМОП) ........................ 140
6.8.4. Логические элементы на КМОП-транзисторах ........................................................ 141
Контрольный тест ............................................................................................................... 149
Глава 7. БИНАРНЫЕ СХЕМЫ С ВРЕМЕННОЙ ЗАВИСИМОСТЬЮ ....................... 151
7.1. Введение ........................................................................................................................ 151
7.2. Классификация триггеров ........................................................................................... 154
7.3. Нетактируемые триггеры ............................................................................................. 157
7.3.1. Триггер на элементах ИЛИ-НЕ ............................................................................... 157
7.3.2. Триггер на элементах И-НЕ .................................................................................... 158
7.4. Тактируемые триггеры ................................................................................................. 159
7.4.1. RS-триггеры ............................................................................................................ 159
7.4.2. RS-триггеры с доминирующим R-входом ................................................................ 161
7.4.3. E-триггер ................................................................................................................ 162
7.4.4. D-триггер ................................................................................................................ 163
7.4.5. Таблицы данных ..................................................................................................... 163
7.5. Триггеры, управляемые по фронту синхроимпульса ............................................... 167
7.5.1. Импульсные элементы ............................................................................................ 168
7.5.2. RS-триггеры, управляемые по одному фронту ......................................................... 169
7.5.3. Т-триггеры, управляемые по одному фронту ........................................................... 171
7.5.4. JK-триггеры, управляемые по одному фронту.......................................................... 173
7.5.5. D-триггеры, управляемые по одному фронту ........................................................... 176
7.5.6. RS-триггеры, управляемые по обоим фронтам......................................................... 179
7.5.7. JK-триггеры, управляемые по обоим фронтам ......................................................... 180
7.5.8. Дополнительные триггерные схемы ......................................................................... 182
7.6. Временные диаграммы ................................................................................................. 186
7.7. Характеристические уравнения .................................................................................. 189
7.8. Моностабильные ячейки ............................................................................................. 193
7.9. Элементы задержки ...................................................................................................... 197
Контрольный тест ............................................................................................................... 200
Глава 8. ДВОИЧНЫЕ КОДЫ И СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ ....................................... 202
8.1. Введение ........................................................................................................................ 202
8.2. Двоичная система счисления ...................................................................................... 202
8.2.1. Структура двоичной системы счисления ................................................................. 202
8.2.2. Перевод двоичных чисел в десятичную систему счисления ..................................... 203
8.2.3. Перевод десятичных чисел в двоичную систему счисления ..................................... 204
8.2.4. Вещественные двоичные числа (правильные дроби)................................................ 205
8.2.5. Сложение двоичных чисел ...................................................................................... 206
8.2.6. Вычитание двоичных чисел ..................................................................................... 207
8.2.7. Отрицательные двоичные числа .............................................................................. 211
8.3. Двоично-десятичный код (BCD-числа) ..................................................................... 213
8.3.1. Представление чисел в двоично-десятичном коде ................................................... 213
8.3.2. Сложение в BCD-формате ....................................................................................... 214
8.3.3. Вычитание в BCD-формате ..................................................................................... 216
8.4. Другие тетрадные системы счисления ....................................................................... 217
8.4.1. Код с избытком три ................................................................................................ 218
8.4.2. Код Айкена ............................................................................................................. 219
8.4.3. Код Грея ................................................................................................................. 221
8.5. Шестнадцатеричная система счисления (Hexadecimal) ........................................... 222
8.5.1. Структура шестнадцатеричной системы счисления .................................................. 222
8.5.2. Перевод шестнадцатеричных чисел в десятичную систему счисления ...................... 223
8.5.3. Перевод десятичных чисел в шестнадцатеричную систему счисления ...................... 224
8.5.4. Перевод двоичных чисел в шестнадцатеричную систему счисления......................... 225
8.5.5. Перевод шестнадцатеричных чисел в двоичную систему счисления......................... 228
8.6. Восьмеричная система счисления (Octal) .................................................................. 228
8.6.1. Структура восьмеричной системы счисления .......................................................... 228
8.6.2. Преобразование восьмеричных чисел ...................................................................... 229
8.7. Коды, распознающие ошибки .................................................................................... 231
8.7.1. Понятие избыточности ..................................................................................... 231
8.7.2. Дополнительный двоичный код .............................................................................. 232
8.7.3. Код 2 из 5 ............................................................................................................... 233
8.7.4. Код 3 из 5 ............................................................................................................... 234
8.7.5. Код 2 из 7 ............................................................................................................... 235
8.8. Коды, исправляющие ошибки .................................................................................... 235
8.8.1. Принцип действия .................................................................................................. 235
8.8.2. Код Хемминга ........................................................................................................ 236
Контрольный тест ............................................................................................................... 239
Глава 9. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ КОДОВ И УРОВНЕЙ .................................................. 243
9.1. Преобразователи кодов ................................................................................................ 243
9.1.1. Расчет преобразователей кода ................................................................................. 243
9.1.2. Преобразователи десятичного кода в BCD-код ........................................................ 245
9.1.3. Преобразователи BCD-кода в десятичный код ......................................................... 247
9.1.4. Преобразователи десятичного кода в код с избытком 3 ........................................... 250
9.1.5. Преобразователи кода с избытком 3 в десятичный код ............................................ 250
9.1.6. Преобразователи десятичного кода в семисегментный ............................................ 251
9.1.7. Преобразователи BCD-кода в семисегментный ........................................................ 252
9.2. Преобразователи уровней ............................................................................................ 258
9.2.1. Введение ................................................................................................................. 258
9.2.2. Структура преобразователей уровня ........................................................................ 259
9.2.3. Интегральные преобразователи уровня .................................................................... 260
Контрольный тест ............................................................................................................... 262
Глава 10. СЧЕТЧИКИ И ДЕЛИТЕЛИ ЧАСТОТЫ ......................................................... 263
10.1. Счет и разновидности счетчиков .............................................................................. 263
10.2. Асинхронные счетчики .............................................................................................. 264
10.2.1. Асинхронные двоичные счетчики ........................................................................ 264
10.2.2. Асинхронные BCD-счетчики (в двоично-десятичном коде) .................................. 265
10.2.3. Асинхронный декадный счетчик .......................................................................... 280
10.2.4. Асинхронные счетчики по модулю n .................................................................... 281
10.2.5. Асинхронные счетчики с произвольным коэффициентом пересчета ..................... 283
10.2.6. Асинхронные счетчики для кода Айкена .............................................................. 284
10.2.7. Асинхронные счетчики для кода с избытком 3 ..................................................... 284
10.3. Синхронные счетчики ................................................................................................ 285
10.3.1. Принцип действия ............................................................................................... 285
10.3.2. Синхронные двоичные счетчики .......................................................................... 286
10.3.3. Расчет синхронных счетчиков .............................................................................. 290
10.3.4. Синхронные BCD-счетчики .................................................................................. 296
10.3.5. Синхронный счетчик для кода с избытком 3 ........................................................ 301
10.4. Делители частоты ....................................................................................................... 305
10.4.1. Асинхронные делители частоты с фиксированным коэффициентом
пересчета К ......................................................................................................................... 306
10.4.2. Синхронные делители частоты с фиксированным коэффициентом
пересчета К .......................................................................................................... 308
10.4.3. Делитель частоты с регулируемым коэффициентом пересчета .................................. 310
Контрольный тест ............................................................................................................... 310
Глава 11. ЦИФРОВЫЕ СХЕМЫ ВЫБОРКИ И СВЯЗИ ............................................... 314
11.1. Цифровой коммутатор, мультиплексор и демультиплексор ................................. 314
11.1.1. Мультиплексор 4 в 1 ............................................................................................ 314
11.1.2. Цифровой селектор 2 ґ 4 в 4 ............................................................................... 315
11.1.3. Цифровой селектор 4 ґ 8 в 8 ............................................................................... 316
11.1.4. Цифровой селектор-мультиплексор 16 в 1 ........................................................... 316
11.1.5. Демультиплексор 1 в 4 ......................................................................................... 316
11.2. Дешифраторы .............................................................................................................. 319
11.2.1. 2-битовые дешифраторы ...................................................................................... 319
11.2.2. 4-битовые дешифраторы ...................................................................................... 319
11.3. Цифровые компараторы ............................................................................................ 321
11.3.1. 1-битовый компаратор ......................................................................................... 321
11.3.2. 3-битовый компаратор для BCD-кода (двоично-десятичного кода) ....................... 322
11.3.3. 4-битовый компаратор для двоичного кода .......................................................... 324
11.4. Шины данных ............................................................................................................. 325
11.4.1. Структура и принцип действия ............................................................................ 325
11.4.2. Стандарты шин .................................................................................................... 327
Контрольный тест ............................................................................................................... 328
Глава 12. РЕГИСТРЫ И ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА.................................... 329
12.1. Сдвигающие регистры ................................................................................................ 329
12.1.1. Сдвигающие последовательные регистры ............................................................. 329
12.1.2. Сдвигающие регистры с параллельным считыванием ........................................... 332
12.1.3. Сдвигающие регистры с параллельным вводом—выводом данных ........................ 333
12.1.4. Кольцевой сдвигающий регистр ........................................................................... 335
12.1.5. Сдвигающие реверсивные регистры ..................................................................... 336
12.2. Регистры хранения ..................................................................................................... 336
12.3. Оперативные запоминающие устройства (RAM) ................................................... 338
12.3.1. Статические ОЗУ (SRAM) ................................................................................... 339
12.3.2. Динамические ОЗУ (DRAM) ............................................................................... 342
12.3.3. Организация элементов памяти и ее параметры ................................................... 344
12.4. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ, ROM) ........................................... 356
12.5. Программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ, PROM) ...... 360
12.6. Перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства .......................... 361
12.6.1. EPROM и REPROM ............................................................................................ 361
12.6.2. Постоянные запоминающие устройства EEROM (ЭСППЗУ — электрически
стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) и EAROM ....... 367
12.7. Магнитные запоминающие устройства .................................................................... 368
12.7.1. Магнитные кольца ............................................................................................... 368
12.7.2. Матрица магнитных колец памяти ....................................................................... 369
12.7.3. Чтение и запись .................................................................................................. 369
12.8. Память на магнитных доменах ................................................................................. 371
12.8.1. Цилиндрические магнитные домены .................................................................... 371
12.8.2. Магнитные дорожки ............................................................................................ 372
12.8.3. Запись информации ............................................................................................. 374
12.8.4. Чтение информации ............................................................................................ 374
12.8.5. Структура магнитной памяти ............................................................................... 375
Контрольный тест ............................................................................................................... 376
Глава 13. ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ,
АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ............................................................. 378
13.1. Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)............................................................. 378
13.1.1. Принцип цифроаналогового преобразования ....................................................... 378
13.1.2. Цифроаналоговые преобразователи с весовыми резисторами ............................... 379
13.1.3. R/2R-ЦАП ........................................................................................................... 381
13.2. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) ............................................................ 382
13.2.1. Принцип аналого-цифрового преобразования...................................................... 382
13.2.2. АЦП последовательного счета ............................................................................. 385
13.2.3. АЦП с двойным интегрированием (Dual Slope) ................................................... 386
13.2.4. АЦП компенсационного типа .............................................................................. 388
13.2.5. АЦП по принципу напряжение—частота ............................................................. 390
13.2.6. АЦП прямого преобразования ............................................................................. 391
Контрольный тест ............................................................................................................... 392
Глава 14. СЧЕТНЫЕ СХЕМЫ ........................................................................................... 393
14.1. Полусумматор ............................................................................................................. 393
14.2. Полные сумматоры ..................................................................................................... 394
14.3. Параллельный сумматор ............................................................................................ 398
14.4. Последовательный сумматор ..................................................................................... 398
14.5. Схемы вычитания ....................................................................................................... 400
14.5.1. Полувычитатель ................................................................................................... 400
14.5.2. Полный вычитатель ............................................................................................. 402
14.5.3. 4-битовый вычитатель .......................................................................................... 403
14.5.4. Вычитатель на полных сумматорах ....................................................................... 404
14.6. Универсальный сумматор-вычитатель ..................................................................... 405
14.7. Умножители ................................................................................................................ 408
14.7.1. Параллельные умножители .................................................................................. 408
14.7.2. Последовательный умножитель ............................................................................ 411
Контрольный тест ............................................................................................................... 412
Глава 15. МИКРОПРОЦЕССОРЫ И МИКРОКОМПЬЮТЕРЫ ................................. 414
15.1. Микропроцессор как универсальная схема ............................................................. 414
15.2. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) ............................................................. 414
15.3. Аккумулятор ................................................................................................................ 417
15.4. Аккумулятор с памятью ............................................................................................. 419
15.5. Программно-управляемый упрощенный компьютер ............................................. 421
15.6. Микропроцессоры ...................................................................................................... 423
15.6.1. Виды микропроцессоров ..................................................................................... 423
15.6.2. Микропроцессор SAB 8080A ............................................................................... 425
15.6.3. Дополнительные модули для микропроцессоров ................................................. 427
15.7. Микрокомпьютер ........................................................................................................ 430
Контрольный тест ............................................................................................................... 432
Глава 16. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ....................................... 433
16.1. Логические схемы, программируемые изготовителем ........................................... 433
16.2. Логические схемы, программируемые потребителем............................................. 435
16.2.1. Основы ................................................................................................................ 435
16.2.2. PAL-схемы .......................................................................................................... 438
16.2.3. GAL-схемы .......................................................................................................... 440
16.2.4. FPLA-схемы ........................................................................................................ 445
16.2.5. PROM-схемы ....................................................................................................... 447
16.2.6. MACRO-схемы .................................................................................................... 447
16.3. Разновидности PLD ................................................................................................... 449
16.4. Программирование PLD ............................................................................................ 450
Контрольный тест ............................................................................................................... 450
Глава 17. РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ КОНТРОЛЬНЫХ ТЕСТОВ ..................................... 453

Предисловие
1. Микросистемы
1. Введение
2. История микросистем
3. Технология изготовления микросистем
1. Объемная технология
2. Поверхностная технология
3. Многослойные микросистемы
4. Литографический метод изготовления микросистем
5. Полимерные микросистемы
6. 3D технология изготовления микросистем
4. Электромеханические датчики
1. Пьезоэлектрические датчики
2. Электрострикционные датчики
3. Магнитострикционные датчики
4. Электростатические преобразователи
5. Электромагнитные датчики
6. Электродинамические датчики
7. Электротермические преобразователи
8. Сравнение электромеханических преобразователей
5. Чувствительные элементы для микросистем
1. Пьезорезистивные элементы
2. Емкостные элементы
3. Пьезоэлектрические элементы
4. Резонансные элементы
5. Элементы на поверхностных акустических волнах (ПАВ)
6. Материалы для микросистем
1. Металлы и металлические сплавы
2. Полимеры
3. Другие материалы
7. Назначение этой книги
Литература
2. Материалы и методы изготовления микросистем
1. Металлы
1. Напыление
2. Ионное распыление
2. Полупроводники
1. Электрические и химические свойства
2. Выращивание и осаждение
3. Тонкие пленки и методы их осаждения
1. Формирование оксидных пленок методом осаждения
2. Осаждение диоксида и нитрида кремния
3. Осаждение поликристаллического кремния
4. Сегнетоэлектрические тонкие пленки
4. Полимерные материалы для микросистем
1. Классификация полимеров
2. Отверждение при помощи ультрафиолетового излучения
3. Фоторезистивный материал SU-8
5. Изготовление микросистем на монолитных кремниевых подложках
1. Изотропное и направленное жидкостное травление
2. Сухое травление
3. Скрытый процесс окисления
4. Интеграция кремниевых компонентов методом сплавления
5. Анодное сплавление
6. Изготовление микросистем методом нанесения тонких пленок
1. Технология защитного слоя
2. Материалы микросистем при применении технологии защитного слоя
3. Плазменное травление
4. Объединение технологии изготовления интегральных схем с методом анизотропного жидкостного травления
7. Изготовление микросистем методом микростереолитографии
1. Метод сканирования
2. Двухфотонная микростереолитография
3. Тонкопленочная технология изготовления полимерных микросистем
4. Проекционный метод
5. Полимерные микросистемы на основе кремния, металла и керамики
6. Объединение методов микростереолитографии и толсто-пленочной литографии
8. Заключение
Литература
3. Высокочастотные микропереключатели и микрореле
1. Введение
2. Параметры переключения
3. Принципы переключения
1. Механические переключатели
2. Электронные переключатели
4. Высокочастотные и сверхвысокочастотные переключатели
1. Механические высокочастотные переключатели
2. Высокочастотные переключатели на регулируемых резистивных диодах (РIN-диодах)
3. Полевые транзисторы с МОП структурой затвора и монолитные СВЧ интегральные схемы
4. Высокочастотные микропереключатели
5. Интегрированные цепи смещения
5. Механизмы запуска микросистем
1. Электростатический запуск
2. Переключатели с низким напряжением запуска
3. Переключатели с ртутным контактом
4. Магнитный запуск
5. Электромагнитный запуск
6. Термический запуск
6. Бистабильные микрореле и микроприводы
1. Магнитный запуск микрореле
2. Сила на контактах реле и материалы контактов
7. Динамика переключений
1. Время переключения и время отклика
2. Пороговое напряжение
8. Расчет, моделирование и оценка стоимости микропереключателей
1. Анализ электромеханических исполнительных механизмов
2. Расчет высокочастотных микропереключателей
9. Рассуждения по поводу проектирования микропереключателей
10. Заключение
Литература
4. Конденсаторы и катушки индуктивности микросистем
1. Введение
2. Пассивные компоненты микросистем: достоинства и недостатки
1. Катушки индуктивности микросистем
2. Самоиндукция и взаимная индукция
3. Катушки индуктивности микросистем
4. Влияние компоновки элементов
5. Уменьшение паразитной емкости планарных катушек индуктивности
6. Способы улучшения добротности
7. Сладывающиеся катушки индуктивности
8. Моделирование и расчет планарных катушек индуктивности
9. Переменные катушки индуктивности
10. Катушки индуктивности на основе полимеров
3. Конденсаторы микросистем
1. Конденсаторы микросистем с регулируемым зазором
2. Конденсаторы микросистем с регулируемой площадью пластин
3. Диэлектрические регулируемые конденсаторы
4. Заключение
Литература
5. Высокочастотные микрофильтры
1. Введение
2. Моделирование механических фильтров
1. Моделирование резонаторов
2. Компоненты линий связи
3. Основные предположения для механических фильтров
3. Микрофильтры
1. Электростатический гребенчатый привод
2. Микрофильтры, использующие гребенчатый привод
3. Микрофильтры, использующие электростатически связанные резонаторы
4. Фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ)
1. Принцип действия фильтров на ПАВ
2. Распространение волн в пьезоэлектриках
3. Разработка встречно-штыревых преобразователей
4. Однофазные однонаправленные преобразователи
5. Устройства на ПАВ: возможности, ограничения и применение
5. Фильтры на объемных акустических волнах
6. Микрофильтры для миллиметровых волн
7. Выводы
Литература
6. Микрофазовращатели
1. Введение
2. Разновидности фазовращателей и их ограничения
1. Ферритовые фазовращатели
2. Полупроводниковые фазовращатели
3. Ферроэлектрические тонкопленочные фазовращатели
4. Ограничения фазовращателей
3. Микрофазовращатели
1. Переключаемые фазовращатели для линий задержки
2. Распределенные микрофазовращатели
3. Полимерные фазовращатели
4. Ферроэлектрические фазовращатели
1. Распределенные конденсаторы с параллельными пластинами
2. Двусторонние встречно-штыревые фазовращатели
3. Емкостные встречно-штыревые фазовращатели
5. Применение
6. Заключение
Литература
7. Линии передач в микросистемах и их компоненты
1. Введение
2. Линии передач в микросистемах
1. Потери в линиях передач
2. Планарные линии передач
3. Экранированные линии передач в микросистемах с перегородками
4. Компоненты экранирующих цепей
5. Компоненты волноводов в микросистемах
6. Направленные ответвители в микросистемах
7. Смесители в микросистемах
8. Пассивные компоненты: резонаторы и фильтры
9. Антенны в микросистемах
3. Разработка, изготовление и определение характеристик
1. Разработка
2. Изготовление
3. Оценка
4. Заключение
Литература
8. Антенны в микросистемах
1. Введение
2. Обзор антенн в микросистемах
1. Основные характеристики полосковых микроантенн
2. Расчет параметров полосковых микроантенн
3. Способы улучшения рабочих характеристик микроантенн
4. Процесс изготовления микроантенн
5. Микроантенны с переменной конфигурацией
6. Выводы
Литература
9. Интеграция и корпуса высокочастотных микросистем
1. Введение
2. Роль корпуса в микросистемах
1. Механическая защита
2. Электрические соединения
3. Климатическая защита
4. Тепловой режим
3. Виды корпусов микросистем
1. Металлические корпуса
2. Керамические корпуса
3. Пластиковые корпуса
4. Многослойные корпуса
5. Оверлейные корпуса
6. Монтаж на подложке
7. Экранирование и самоупаковка микросистем
4. Микросборка, смонтированная методом перевернутых кристаллов
5. Многокристальные микросистемы
1. Сплавление подложек
6. Корпуса высокочастотных микросистем: вопросы надежности
1. Материалы корпусов
2. Интеграция микросистем
3. Монтаж и внутренние соединения
4. Надежность и основные неисправности
7. Тепловой режим
8. Заключение
Литература
Указатель

Предисловие

1. Измерительная система
1.1 Введение
1.2 Философия измерения
1.2.1. Случайные ошибки
1.2.2. Систематические ошибки
1.2.3. Внешние возмущения
1.2.4. Конструирование системы и вклад ошибок
1.3. Обобщенная измерительная система
1.4. Полная передаточная функция
1.5. Динамический отклик датчика
1.6. Измерительная система как совокупность сетей
Литература
Ссылки
Упражнения

2. Резонаторные датчики
2.1. Введение
2.2. Демпфированный гармонический осциллятор
2.2.1. Свободный осциллятор
2.2.2. Вынужденные колебания осциллятора
2.2.3. Добротность
2.2.4. Методы управления
2.3. Датчики с колеблющейся струной
2.4. Вращательные колебания стержня
2.5. Продольные колебания плоскости
2.6. Гибкие резонаторы
2.7. Колеблющийся цилиндр
2.8. Вращающаяся вилка
2.9. Структура с двойной вращающейся вилкой
2.10. Датчики на основе резонатора объемных акустических волн
2.11. Тонкие пленки
Ссылки
Упражнения

3. Полупроводниковые датчики
3.1. Введение
3.2. Механические микродатчики
3.2.1. Использование кремния для измерения напряжений
3.2.2. Измерители давления
3.2.3. Акселерометры
3.2.4. Датчики потока
3.2.5. Датчики угловой скорости
3.3. Датчики на поверхностных акустических волнах (ПАВ)
3.3.1. Датчики массы и газа (пара)
3.3.2. Датчики температуры
3.3.3. Датчики напряжений
3.3.4. Магнитные датчики
3.3.5. Заключение
3.4. Химические микросенсоры
3.4.1. Ионы в растворе
3.4.2. Измерение кислотности ( pH )
3.4.3. Ионно-селективный полевой транзистор
3.4.4. Газовые датчики на полевых транзисторах
3.4.5. Биодатчики
3.4.6. Заключение
3.5. Оптические датчики
3.5.1. Корпускулярно-волновой дуализм
3.5.2. Единицы и определения
3.5.3. Источники света
3.5.4. Типы датчиков
3.6. Датчики температуры
3.6.1. Датчики теплового инфракрасного излучения
3.6.2. Терморезисторы
3.6.3. Датчики температуры на интегральных схемах
3.7. Детекторы ионизирующих излучений
3.7.1. Радиоактивность
3.7.2. Счетчики и спектры
3.7.3. Процесс поглощения
3.7.4. Твердотельные детекторы
3.8. Магнитные датчики
3.8.1. Эффект Холла
3.8.2. Магниторезистор
3.8.3. Магнитодиод
3.8.4. Магнитотранзистор
Литература
Ссылки
Упражнения

4. Оптические волоконные датчики
4.1. Введение
4.2. Оптический волновод
4.2.1. Принципы распространения
4.2.2. Деградация пропускания в оптических волокнах
4.2.3. Способы производства
4.2.4. Сравнение оптических волокон с электрическими линиями
4.3. Оптические волоконные датчики с внешним чувствительным элементом
4.3.1. Датчики смещения
4.3.2. Преобразователи позиция – код
4.3.3. Абсорбционные датчики
4.3.4. Люминесцентные датчики
4.3.5. Датчики на основе полного внутреннего отражения
4.3.6. Пирометры
4.4. Оптические волоконные датчики на основе внутренних эффектов
4.4.1. Физические возмущения
4.4.2. Изменение длины оптического пути
4.4.3. Вращение поляризации
4.5. Распределенные измерительные системы
4.5.1. Механизмы чувствительности
4.5.2. Мультиплицирование
4.6. Сравнительные технологии
Ссылки
Упражнения

5. Интеллектуальные датчики
5.1. Введение
5.2. Разрывная по времени выборка
5.3. Дискретная выборка измерений
5.3.1. Цифро-аналоговое преобразование
5.3.2. Аналого-цифровое преобразование
5.4. Устройства съема информации для персонального компьютера
5.5. «Умные» датчики
5.6. Искусственный интеллект в измерительных приборах
5.6.1. Экспертные системы на основе продукционных правил
5.6.2. Нечеткая логика
5.6.3. Искусственные нейронные сети
Ссылки
Упражнения

6. Информационный сигнал, его характеристики и восстановление
6.1. Введение
6.2. Классификация информационных сигналов
6.2.1. Детерминированные информационные сигналы
6.3. Характеристики случайных информационных сигналов
6.3.1. Средние значения и отклонения
6.3.2. Плотность функции вероятности
6.3.3. Вероятности функций многих переменных, ковариация и корреляция
6.3.4. Концепция корреляции для сигналов, зависящих от времени
6.3.5. Функции автокорреляции и спектральной плотности
6.4. Шум
6.4.1. Источники шума
6.4.2. Методы подавления шума
6.5. Помехи
6.5.1. Источники помех и механизмы их проникновения
6.5.2. Методы подавления помех
Ссылки
Упражнения

7. Новейшие разработки систем измерения потока
7.1. Введение
7.2. Типы поля потока
7.2.1. Ламинарный поток
7.2.2. Турбулентный поток
7.2.3. Неустойчивый поток
7.3. Кросс-корреляционный измеритель потока
7.4. Ультразвук
7.5. Эффект Доплера
7.5.1. Спектр отклика
7.5.2. Прямой и обратный поток
7.5.3. Измерения потока крови
Ссылки
Упражнения

Ответы на упражнения
Указатель

Предисловие издательства Cambridge University Press ................................................ 17
Предисловие к третьему изданию ................................................................................. 18
Глава 1. УСИЛЕНИЕ И ТРАНЗИСТОРЫ ................................................................. 19
1.1. Усиление .......................................................................................................... 19
1.2. Транзистор как усиливающее устройство .................................................... 20
1.3. Введение в твердотельную электронику ....................................................... 23
1.3.1. Вступление ................................................................................................. 23
1.3.2. Полупроводники ........................................................................................ 23
1.3.3. Электроны и дырки .................................................................................... 24
1.3.4. Проводимость полупроводника с примесями .............................................. 26
1.3.5. Основные и неосновные носители .............................................................. 27
1.3.6. Компенсация .............................................................................................. 28
1.3.7. p-n-переход ................................................................................................. 28
1.3.8. Смещенный р-n-переход ............................................................................. 29
1.3.9. Лавинный пробой ....................................................................................... 31
1.3.10. Емкость переходя и варикапы ................................................................... 32
1.4. Транзистор ....................................................................................................... 32
1.4.1 Введение ..................................................................................................... 32
1.4.2. Принцип действия транзистора ................................................................... 32
1.4.3. Эффекты второго порядка .......................................................................... 34
1.4.4. Ток утечки между коллектором и базой ...................................................... 36
1.4.5. n-p-n- и p-n-p-транзисторы ......................................................................... 36
1.4.6. Оптоэлектронные приборы ......................................................................... 37
1.5. Тестирование транзисторов ........................................................................... 38
1.6. Усилитель напряжения ................................................................................... 39
1.6.1. Введение .................................................................................................... 39
1.6.2. Резистор нагрузки ...................................................................................... 39
1.6.3. Рабочая точка и смещение .......................................................................... 39
1.6.4. Разделительные конденсаторы .................................................................... 41
1.6.5. Стабилизация рабочей точки ...................................................................... 41
1.6.6. Стабилизированный усилитель напряжения ................................................ 43
1.6.7. Измерение коэффициента усиления напряжение ........................................ 45
1.7. Режим насыщения .......................................................................................... 45
Глава 2. ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР ........................................................................... 48
2.1. Введение ........................................................................................................... 48
2.2. Полевой транзистор с p-n-переходом ........................................................... 48
2.2.1. Конструкция ............................................................................................... 48
2.2.2. Принцип действия ...................................................................................... 49
2.3. МОП-транзистор ............................................................................................. 50
2.4. Проходные характеристики полевых транзисторов .................................... 53
2.5. Крутизна ........................................................................................................... 54 6Содержание
2.6. Усилитель напряжения на полевом транзисторе......................................... 54
2.7. Практические применения МОП-транзисторов.......................................... 56
2.7.1. Усилитель с большим входным сопростивлением........................................ 56
2.7.2. Схемы большой мощности ......................................................................... 56
2.7.3. Меры предосторожности в отношении статического электричества............. 56
2.7.4. Интегральные микросхемы ......................................................................... 57
Глава 3. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ И ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ
ТРУБКА ......................................................................................................................... 58
3.1. Введение ........................................................................................................... 58
3.2. Термоэлектронная эмиссия ........................................................................... 58
3.3. Ламповый диод ................................................................................................ 58
3.4. Ламповый триод .............................................................................................. 60
3.5. Усовершенствование катода ........................................................................... 62
3.6. Усилитель напряжения на триоде ................................................................. 63
3.7. Тетрод и пентод ............................................................................................... 64
3.8. Усилитель напряжения на пентоде ............................................................... 66
3.9. Переключающие схемы на лампах ................................................................ 66
3.10. Электронно-лучевая трубка .......................................................................... 67
3.10.1. Конструкция и принцип действия ............................................................. 67
3.10.2. Люминофоры ............................................................................................ 69
Глава 4. ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ .................................................... 71
4.1. Принципы обратной связи ............................................................................ 71
4.2. Отрицательная обратная связь в электронике ............................................. 72
4.3. Усилитель с обратной связью ........................................................................ 73
4.4. Отрицательная обратная связь и частотная характеристика ...................... 75
4.5. Нелинейные искажения ................................................................................. 76
4.5.1. Введение .................................................................................................... 76
4.5.2. Измерение искажений гармонического сигнала .......................................... 77
4.5.3. Измерение искажений вследствие взаимной модуляции .............................. 78
4.5.4. Расчет эффективного значения сигналов, возникающих в результате
искажений ............................................................................................................... 78
4.5.5. Искажения и отрицательная обратная связь ................................................ 79
4.6. Неустойчивость и отрицательная обратная связь ....................................... 81
4.7. Обратная связь по току .................................................................................. 82
4.8. Эксперименты с отрицательной обратной связью ...................................... 83
Глава 5. СОГЛАСОВАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ..................................................... 87
5.1. Введение ........................................................................................................... 87
5.2. Входное сопротивление .................................................................................. 87
5.3. Измерение входного сопротивления ............................................................. 88
5.4. Выходное сопротивление ............................................................................... 89
5.5. Измерение выходного сопротивления .......................................................... 90
5.6. Согласование сопротивлений для оптимальной передачи
напряжения ...................................................................................................... 92
5.7. Согласование сопротивлений для оптимальной передачи мощности ...... 93 8Содержание
5.8. Согласование сопротивлений для оптимальной передачи тока ................ 95
5.9. Согласование сопротивлений для минимизации шума усилителя............ 95
5.9.1. Отношение сигнал/шум .............................................................................. 95
5.9.2. Тепловой шум ............................................................................................ 96
5.9.3. Шумы в транзисторах ................................................................................. 96
5.9.4. Коэффициент шума .................................................................................... 97
5.9.5. Коэффициент шума и биполярный транзистор ......................................... 100
5.9.6. Практический малошумящий усилитель ................................................... 101
5.9.7. Шумы в полевых транзисторах ................................................................. 102
5.10. Принцип изменения сопротивления ........................................................ 104
5.11. Изменение сопротивления с помощью трансформатора ....................... 104
5.12. Эмиттерный повторитель ........................................................................... 107
5.12.1. Расчет схeмы эмиттерного повторителя ................................................... 107
5.12.2. Переменные сигналы в эмиттерном повторителе..................................... 109
5.12.3. Входное сопротивление эмиттерного повторителя ................................... 110
5.12.4. Выходное сопротивление эмиттерного повторителя ................................ 111
5.12.5. Схема Дарлингтона ................................................................................. 112
5.12.6. Улучшенная стабильность по постоянному току ...................................... 113
5.12.7. Подача сигнала в длинные линии ........................................................... 115
5.13. Истоковый повторитель ............................................................................. 115
5.13.1. Расчет схемы ........................................................................................... 115
5.13.2. Входное и выходное сопротивления истокового повторителя .................. 117
5.13.3. Улучшенная рабочая точка для истокового повторителя .......................... 118
5.14. Усиление напряжения и мощности .......................................................... 119
5.15. Отрицательная обратная связь и выходное сопротивление ................... 120
5.16. Отрицательная обратная связь и входное сопротивление ...................... 121
5.17. Мощный выходной каскад на эмиттерных повторителях ...................... 122
5.17.1. Ток нагрузки и ток покоя ....................................................................... 122
5.17.2. Двухтактный усилитель: режим В и режим АВ ......................................... 123
5.17.3. Типичный усилитель мощности звукового диапазона .............................. 128
5.17.4. Мощные полевые транзисторы ............................................................... 130
5.17.5. Мощные усилители в интегральном исполнении ..................................... 130
Глава 6. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ............ 131
6.1. Введение ......................................................................................................... 131
6.2. Характеристики p-n-перехода ...................................................................... 131
6.3. Входное сопротивление и крутизна биполярного транзистора ............... 133
6.4. Выходные характеристики ........................................................................... 136
6.5. Коллекторные характеристики .................................................................... 137
6.5.1. Способ измерения и результаты ................................................................ 137
6.5.2. Линия нагрузки и насыщения ................................................................... 140
6.5.3. Предельные значения ............................................................................... 141
6.6. Стоковые характеристики полевого транзистора ...................................... 143
6.7. Полевой транзистор как управляемый напряжением резистор ............... 145
6.8. Эквивалентная схема и коэффициент усиления для схемы с общим
эмиттером ....................................................................................................... 146
6.9. Эквивалентная схема и коэффициент усиления усилителя
на полевом транзисторе с общим истоком ................................................. 149
6.10. Изменение крутизны полевого транзистора ............................................ 150 01Содержание
Глава 7. УСИЛЕНИЕ НА ВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ ................................................. 152
7.1. Представление о высоких частотах ............................................................. 152
7.2. Высокие частоты и биполярный транзистор ............................................. 153
7.2.1. Емкость база—эмиттер .............................................................................. 153
7.2.2. Частота единичного усиления ................................................................... 154
7.2.3. Зависимость частоты единичного усиления от коллекторного тока ........... 155
7.3. Свойства транзисторной схемы на высоких частотах ............................... 156
7.3.1. Усилители напряжения и эффект Миллера ............................................... 156
7.3.2. Схема с общим эмиттером на высоких частотах ........................................ 158
7.3.3. Высокие частоты и эмиттерный повторитель ............................................ 161
7.4. Полевые транзисторы на высоких частотах ............................................... 161
7.5. Специальные схемы для высоких частот.................................................... 163
7.5.1. Вступление ............................................................................................... 163
7.5.2. Схема с общей базой ................................................................................ 164
7.5.3. Схема с общим затвором .......................................................................... 166
7.5.4. Каскодная схема ....................................................................................... 167
7.5.5. МОП-транзистор с двумя затворами ......................................................... 169
7.6. Широкополосные высокочастотные усилители......................................... 170
7.7. Амплитудная и фазовая частотные характеристики фильтра
нижних частот ................................................................................................ 172
Глава 8. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СИГНАЛЫ, ПОСТОЯННЫЙ ТОК
И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ...................................................... 178
8.1. Введение ......................................................................................................... 178
8.2. Ослабление на низких частотах ................................................................... 179
8.3. Особенности усилителей постоянного тока ............................................... 181
8.3.1. Схема усилителя ....................................................................................... 181
8.3.2. Входной ток смещения ............................................................................. 184
8.3.3. Дрейф ....................................................................................................... 184
8.4. Дифференциальный усилитель .................................................................... 185
8.4.1. Основная схема ........................................................................................ 185
8.4.2. Коэффициент усиления напряжения ......................................................... 186
8.4.3. Подавление синфазного сигнала и уменьшение дрейфа ............................ 190
8.4.4. Симметричный выход ............................................................................... 193
8.4.5. Усилитель, управляемый напряжением ..................................................... 194
8.5. Усилители в интегральном исполнении ..................................................... 195
8.6. Электронный термометр .............................................................................. 196
8.7. Подавление помех с помощью дифференциального усилителя .............. 197
8.8. Простой физиологический усилитель ......................................................... 199
8.9. Усилители постоянного тока с преобразованием...................................... 200
Глава 9. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЕ МОЩНОСТЬЮ............ 203
9.1. Источники питания ...................................................................................... 203
9.2. Выпрямление переменного напряжения .................................................... 204
9.3. Сглаживание пульсаций ............................................................................... 207
9.3.1. Вступление ............................................................................................... 207
9.3.2. Пульсации ................................................................................................ 208
9.4. Нагрузочная способность ............................................................................. 209 21Содержание
9.5. Параметры диода и конденсатора ............................................................... 210
9.6. Схемы умножения напряжения ................................................................... 211
9.7. Схемы фильтров ............................................................................................ 213
9.8. Развязка .......................................................................................................... 214
9.9. Регулируемые источники питания .............................................................. 215
9.9.1. Потенциометр .......................................................................................... 215
9.9.2. Эмиттерный повторитель в схемах источников питания ............................ 216
9.10. Стабилизаторы напряжения ....................................................................... 218
9.10.1. Вступление ............................................................................................. 218
9.10.2. Базовая схема стабилизатора со стабилитроном ....................................... 218
9.10.3. Коэффициент стабилизации .................................................................... 219
9.10.4. Недостатки простой схемы со стабилитроном ......................................... 220
9.10.5 Случай больших токов нагрузки ............................................................... 224
9.10.6. Улучшение стабилизации с помощью усилителя рассогласования ........... 226
9.10.7. Стабилизаторы и уменьшение пульсаций ................................................ 227
9.10.8. Стабилитрон как прецизионный источник опорного напряжения ........... 228
9.10.9. Использование напряжения запрещенной зоны в качестве эталона ......... 229
9.10.10. Защита от короткого замыкания ............................................................ 230
9.10.11. Стабилизаторы в интегральном исполнении .......................................... 231
9.11. Охлаждение транзистора ............................................................................ 235
9.11.1. Теплоотводы ........................................................................................... 235
9.11.2. Электрическая изоляция ......................................................................... 235
9.11.3. Тепловое сопротивление ......................................................................... 236
9.12. Импульсные источники питания .............................................................. 237
9.12.1. Преобразование постоянного напряжения в постоянное ......................... 237
9.12.2. Импульсные источники с непосредственным питанием от сети ............... 239
9.13. Управление мощностью с помощью тиристоров, транзисторов
и симисторов ................................................................................................. 240
9.13.1. Общие сведения о тиристоре................................................................... 240
9.13.2. Конструкция и принцип действия тиристора ........................................... 240
9.13.3. Управление мощностью с помощью транзистора..................................... 243
9.13.4. Симистор и его применения ................................................................... 244
Глава 10. ИМПУЛЬСНЫЕ СИГНАЛЫ И ПОСТОЯННЫЕ ВРЕМЕНИ ............ 249
10.1. Введение ....................................................................................................... 249
10.2. Формирование сигналов прямоугольной формы .................................... 249
10.3. Фурье-анализ ............................................................................................... 251
10.4. Заряд, разряд и постоянные времени ....................................................... 251
10.5. Звон ............................................................................................................... 256
10.6. Постоянные времени и транзисторы ........................................................ 257
10.7. Развязывающие конденсаторы в импульсных схемах ............................. 258
10.8. Фиксирующий диод .................................................................................... 260
10.9. Постоянная времени цепи с развязывающим конденсатором............... 261
10.10. Дифференцирование и интегрирование ................................................. 262
10.11. Электронные вычисления ........................................................................ 267
10.12. Измеритель частоты следования импульсов с накачкой
заряда ........................................................................................................... 268
10.13. Ограничение импульсов ........................................................................... 269 Содержание 13
Глава 11. «СТРОИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ» АНАЛОГОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ .............................................................................. 271
11.1. Введение ....................................................................................................... 271
11.2. Операционный усилитель .......................................................................... 272
11.2.1. Упрощающие предположения ............................................................... 272
11.2.2. Начальный входной ток и напряжение смещения .................................. 274
11.2.3. Схема балансировки .............................................................................. 276
11.3. Практические детали .................................................................................. 277
11.4. Неинвертирующий усилитель .................................................................... 278
11.4.1. Простейший усилитель постоянного тока .............................................. 278
11.4.2. Использование разделительных конденсаторов ...................................... 279
11.4.3. Усилитель переменного напряжения с питанием от одного источника ..... 280
11.5. Инвертирующий усилитель ........................................................................ 282
11.5.1. Введение ............................................................................................... 282
11.5.2. Мнимая земля ....................................................................................... 283
11.5.3. Усиление переменного сигнала инвертирующим усилителем ................. 284
11.6. Дифференциальный усилитель с обратной связью ................................. 284
11.7. Сумматор на основе ОУ ............................................................................. 285
11.8. Интегратор на основе ОУ ........................................................................... 287
11.8.1. Основная схема ..................................................................................... 287
11.8.2. Смещение в интеграторе ....................................................................... 289
11.8.3. Точность и время интегрирования ......................................................... 290
11.8.4. Генератор линейно-изменяющегося напряжения ................................... 291
11.8.5. Электрометрический усилитель ............................................................. 293
11.9. Дифференциатор на основе ОУ ................................................................. 295
11.10. Преобразователь тока в напряжение ....................................................... 296
11.11. Частотные характеристики схем на основе ОУ ..................................... 297
11.12. Время установления и максимальная скорость нарастания ................. 299
11.13. Источники питания .................................................................................. 301
11.13.1. Напряжение питания и нагрузочная способность ............................... 301
11.13.2. Стабильность питания и требования к пульсациям............................. 302
11.14. Активные фильтры .................................................................................... 302
11.14.1. Вступление ........................................................................................ 302
11.14.2. Фильтры нижних частот .................................................................... 303
11.14.3. Фильтры верхних частот .................................................................... 311
11.14.4. Полосовые фильтры .......................................................................... 312
11.14.5. Регулировка тембра ........................................................................... 315
11.15. Логарифмические усилители.................................................................... 317
11.16. Прецизионные выпрямители ................................................................... 321
11.17. Дифференциальный компаратор ............................................................. 322
11.17.1. Введение ........................................................................................... 322
11.17.2. Гистерезис при положительной обратной связи ................................. 324
11.18. Справочные данные об ОУ ...................................................................... 326
11.19. Аналоговый умножитель........................................................................... 326
11.20. Аналоговый делитель ................................................................................ 329
11.21. Аналоговое моделирование ...................................................................... 331
11.21.1. Введение ........................................................................................... 331
11.21.2. Резонансная система с затуханием ..................................................... 331 41Содержание
11.22. Фильтр с варьируемой характеристикой ................................................ 333
11.23. Фильтр с переключаемыми конденсаторами ......................................... 334
Глава 12. СХЕМЫ С ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
И ГЕНЕРАТОРЫ ........................................................................................................ 336
12.1. Положительная обратная связь ................................................................. 336
12.2. Генераторы синусоидальных колебаний................................................... 336
12.2.1. Генератор с фазовращателем ................................................................. 336
12.2.2. Генератор с мостом Вина ...................................................................... 339
12.2.3. Генератор квадратурного сигнала .......................................................... 342
12.2.4. Генератор с LC-контур .......................................................................... 344
12.3. Кварцевые генераторы ................................................................................ 345
12.4. Триггер (бистабильный мультивибратор) ................................................. 346
12.5. Самовозбуждающийся мультивибратор .................................................... 347
12.6. Ждущий мультивибратор ............................................................................ 351
12.7. Двоичный счетчик ....................................................................................... 352
12.8. Триггер Шмитта .......................................................................................... 353
12.9. Генератор, управляемый напряжением .................................................... 354
12.10. Фазовая автоподстройка частоты ............................................................ 355
12.10.1. Основной принцип ............................................................................ 355
12.10.2. Фазовый компаратор ......................................................................... 356
12.10.3. Практическая схема фазовой автоподстройки чатоты ......................... 357
Глава 13. ЦИФРОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ .................................................. 359
13.1. Цифровой мир ............................................................................................. 359
13.2. Логические функции и логические схемы ............................................... 359
13.3. Электронные логические элементы .......................................................... 361
13.4. Свойства логических схем со стороны входа и выхода........................... 364
13.5. Классификация схем ................................................................................... 365
13.6. Таблицы истинности ................................................................................... 365
13.7. Простые комбинации логических элементов........................................... 366
13.8. Сложение двоичных чисел ......................................................................... 367
13.9. Интегральные логические схемы ............................................................... 369
13.9.1. Введение ............................................................................................... 369
13.9.2. Схемы ТТЛ ........................................................................................... 370
19.9.3. КМОП-схемы ....................................................................................... 372
13.10. Последовательностные логические схемы: триггеры и память ............ 374
13.10.1. Простейшие триггеры .......................................................................... 375
13.10.2. Синхронный RS-триггер ...................................................................... 378
13.10.3. D-триггер ............................................................................................ 379
13.10.4. JK-триггер ........................................................................................... 379
13.10.5. Двухконтактный триггер и триггер с динамическим входом ................. 380
13.11. Регистры ..................................................................................................... 383
13.11.1. Регистры для хранения данных ............................................................ 383
13.11.2. Регистр сдвига ..................................................................................... 383
13.12. Двоичный счет ........................................................................................... 386
13.12.1. Введение ............................................................................................... 386
13.12.2. Входы сброса и модуль счета ................................................................. 388 Содержание 15
13.12.3. Двоично-десятичный счетчик ............................................................ 389
13.12.4. Последовательное соединение двоично-десятичных счетчиков ........... 391
13.12.5. Синхронные счетчики........................................................................ 392
13.13. Дешифраторы и индикаторы ................................................................... 393
13.13.1. Прямое дешифрование — десятичное и шестнадцатиричное .............. 393
13.13.2. Семисегментные индикаторы и дешифраторы ................................... 396
13.13.3. Микросхема 74LS75 — триггер-защелка ............................................. 398
13.13.4. Мультиплексированные индикаторы .................................................. 399
13.14. Интегральный триггер Шмитта 7413 ...................................................... 400
13.15. Ждущие мультивибраторы и таймеры .................................................... 402
13.15.1. Вступление ........................................................................................ 402
13.15.2. Интегральная схема ждущего мультивибратора 74121 ......................... 402
13.5.3. Интегральный таймер 555 .................................................................... 405
13.16. Мультиплексоры данных .......................................................................... 409
13.17. Соединение логических схем ................................................................... 411
13.17.1. Общие предостережения .................................................................... 411
13.17.2. Подключение логических схем и их эксплуатация .............................. 412
13.17.3. Источники питания ........................................................................... 413
13.18. Эмиттерно-связанная логика ................................................................... 414
13.19. Логические матрицы ................................................................................. 415
13.20. Программируемые логические устройства ............................................. 416
13.21. Переключение аналоговых сигналов с помощью КМОП-схем ........... 416
Глава 14. МИКРОЭВМ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ..................................................... 419
14.1. Что делает компьютер? ............................................................................... 419
14.2. Электронная арифметика ........................................................................... 419
14.2.1. Сложение .............................................................................................. 419
14.2.2. Вычитание ............................................................................................ 421
14.2.3. Двоичное умножение и деление ............................................................ 424
14.3. Биты, байты и полубайты .......................................................................... 426
14.4. Шина данных ............................................................................................... 426
14.5. Запоминающие устройства ......................................................................... 431
14.5.1. Магнитные и оптические устройства для хранения данных.................... 431
14.5.2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) ...................................... 431
14.5.3. ROM, EPROM и E2PROM ..................................................................... 434
14.6. МикроЭВМ .................................................................................................. 435
14.7. Программные средства ............................................................................... 438
14.7.1. Последовательность команд .................................................................. 438
14.7.2. Машинный код ..................................................................................... 438
14.7.3. Запуск программы ................................................................................. 440
14.7.4. Непосредственный ввод в машинном коде и запуск .............................. 441
14.7.5. Язык ассемблера ................................................................................... 442
14.7.6. Языки высокого уровня ......................................................................... 445
14.8. Ввод в микроЭВМ и вывод из нее ............................................................ 446
14.8.1. Дешифрование адреса ........................................................................... 446
14.8.2. Порт ввода ............................................................................................ 449
14.8.3. Порт ввода ............................................................................................ 451
14.8.4. Практические схемы портов для персональных компьютеров ................ 451
14.9. Эксперименты с вводом/выводом на микроЭВМ Acorn ........................ 452 61Содержание
14.10. Изучение процессора ................................................................................ 454
14.11. Как отвлечь процессор от выполняемой программы? .......................... 457
14.11.1. Прерывания ....................................................................................... 457
14.11.2. Прямой доступ в память .................................................................... 462
14.12. Цифровая обработка сигналов ................................................................. 462
14.13. Цифровые фильтры ................................................................................... 464
14.14. Цифро-аналоговое преобразование ......................................................... 465
14.15. Аналого-цифровое преобразование ......................................................... 467
14.15.1. Основные схемы АЦП ....................................................................... 467
14.15.2. Схема выборки и хранения ................................................................ 468
14.15.3. Шум квантования и дрожание ........................................................... 469
14.15.4. Частота выборок ................................................................................ 470
14.15.5. Дельта-сигма преобразование данных (избыточная дискретизация) .... 472
Приложение 1. МАРКИРОВКА КОМПОНЕНТОВ ................................................. 478
Приложение 2. ВЫБОР ТРАНЗИСТОРА ................................................................. 482
Приложение 3. ПАРАМЕТРЫ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ .................... 484
Приложение 4. ЦОКОЛЕВКА ЦИФРОВЫХ ИС ..................................................... 486
Приложение 5. СОПРЯЖЕНИЕ С ПЕРСОНАЛЬНЫМ КОМПЬЮТЕРОМ
СЕМЕЙСТВА IBM ..................................................................................................... 492
CПИCOК ЛИТEРAТYРЫ .......................................................................................... 498
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ .................................................................................. 500

Предисловие
Глава 1. Перспективные оптоэлектронные материалы и структуры
1. Введение
2. Локальные, структурные и композиционные эффекты в оптоэлектронных средах.
1. Характеристики локального расположения атомов
2. Влияние локальных флуктуаций на зонную структуру
3. Влияние эффектов беспорядка на оптические свойства.
4. Эффекты зонной структуры
5. Квантово – размерные эффекты.
6. Эффекты микронапряжений.
3. Полупроводниковые твёрдые растворы
1. Сравнительный анализ свойств соединений А3 В5 и А2 В6.
2. Твёрдые растворы в системе In – Ga – As - P
3. Твёрдые растворы в системе In – Ga – Al - P
4. Твёрдые растворы в системе In – Ga – Al - N
4. Люминесцентные структуры на основе органических материалов
1. Полимерные электролюминесцентные структуры.
1. Оптические свойства.
2. Приборные характеристики
2. Сравнительный анализ твердотельных гетеростроструктур и полимерных структур для полимерно – твердотельной оптоэлектроники.
3. Гибридные полимерно – твердотельные СИД
1. Гибридные СИД на основе InGaN
2. Гибридные СИД на основe GaN
5. Перспективные структуры на основе кремния и углерода.
1. Структуры на основе кремния на сапфире (КНС).
2. Структуры на основе кремния на изоляторе (КНИ).
3. Структуры на основе A2 B6 / SiO2 / Si.
4. Квантово - размерные структуры на основе кремния.
5. Структуры на основе аморфного кремния (a-Si:H ).
6. Алмазы , фуллерены , углеродные нанотрубки.
7. Проблемы формирования структур интегральной оптоэлектроники.
Глава 2. Оптика и схемотехника оптоэлектронных приборов
1. Введение
2. Модификация оптических характеристик
1. Энергетические и пространственные характеристики
2. Спектральные характеристики
3. Цветовые характеристики
3. Характеристики и режимы функционирования
1. Характеристики
2. Оптимизация режимов функционирования
4. Схемотехника одноэлементных приборов
1. Схемы включения СИД
2. Высокочувствительные ФПУ
3. Сравнение высокочувствительных систем детектирования
4. Системы счёта одиночных фотонов
5. Схемотехника оптронов
1. Типы и характеристики оптронов
2. Оптроны в аналоговых схемах
3. Оптроны в цифровых схемах
6. Схемотехника многоэлементных оптоэлектронных приборов
1. Схемы параллельного управления
2. Схемы мультиплексного управления
3. Схемы мультиплексного управления с памятью
Глава 3. Интегральная оптоэлектроника
1. Введение
2. Гибридные оптоэлектронные ИС
1. Переключательные микросхемы
2. Oптоэлектронные реле
3. Монолитные многоэлементные приборы
1. Многоэлементные светоизлучающие приборы
2. Фотоэлектрические интегральные схемы
4. Интегральные оптоэлектронные приборы
1. Интегральные излучающие терминалы
2. Интегральные фотоприёмные терминалы
5. Физико-технологические ограничения интегральных приёмо-передающих модулей
6. Микрооптика для оптических межсоединений
1. Концепции архитектуры
2. Классификация пассивных микрооптических элементов
3. Микромеханические элементы
4. Примеры микрооптических соединений
7. Оптоэлектронные процессоры и интерфейсы
1. Архитектура и особенности проектирования
2. Анализ функциональных возможностей и достижимого уровня параметров
3. Конструкционные и технологические аспекты
Глава 4. Оптоэлектронные датчики.
1. Введение.
2. Классификация оптоэлектронных датчиков.
1. Датчики оптронного типа с открытым каналом.
2. Волоконно – оптические датчики.
3. Интегрально – оптические датчики.
3. Датчики физических величин.
1. Датчики температуры.
2. Датчики электрических и магнитных полей.
3. Интегрально – оптические датчики.
4. Колориметрические датчики.
5. Датчики ион6изирующих излучений.
4. Прецизионные оптоэлектронные сенсорные системы.
1. Системы для аналитической спектроскопии.
2. Многоэлементные сенсоры.
5. Оптоэлектронные датчики в системах химического, биохимического и медицинского анализа.
6. Проблемы разработки оптоэлектронных датчиков.
1. Спектрофотометрические датчики для прикладной спектроскопии.
2. Волоконно – оптические датчики.
3. Датчики оптронного типа.
4. Интегрально – оптические датчики.
5. Структуры с фотонной запрещённой зоной ( фотонные кристаллы ).
6. Опорные источники излучения.
Глава 5. Оптоэлектронные системы.
1. Введение.
2. Системы оптической связи.
1. Волоконно – оптические линии передачи информации.
2. Оптические волокна на принципе фотонного кристалла.
3. Системы оптической связи с открытым каналом.
3. Оптоэлектронные системы записи , хранения и воспроизведения информации.
1. Оптоэлектронные запоминающие устройства на фоточувствительных носителях.
2. Фоторегистраторы.
3. Системы на основе интегрально – оптических элементов и ОБУ.
4. Системы визуального отображения информации .
1. Классификация систем визуального отображения информации.
2. Типы оптоэлектронных индикаторов.
1. Вакуумно – люминесцентные индикаторы.
2. Газоразрядные индикаторы.
3. Электролюминесцентные индикаторы.
4. Жидкокристаллические индикаторы.
5. Индикаторы на основе микроэлектромеханических систем (MEMS).
6. Полупроводниковые знакосинтезирующие индикаторы.
7. Индикаторы на основе органических электролюминесцентных структур (OLED).
8. Проблемы разработки стереоскопических систем отображения.
Глава 6. Фотоэлектрические системы формирования изображений.
1. Введение.
2. Тепловизионные системы.
1. Принципы функционирования
2. 6Характеристики и тенденции развития
3. ПЗС – системы.
1. Принципы функционирования
2. Характеристики и тенденции развития.
4. КМОП – формирователи изображения
1. Принципы функционирования
2. Характеристики и тенденции развития.
5. Сравнительный анализ ПЗС – и КМОП – систем.
6. Проблемные вопросы формирования изображений.
Глава 7. Перспективные области применения
1. Введение
2. Системы связи.
3. Транспортные системы
1. Наземные системы.
2. Авиация.
3. Космические системы
4. Силовая оптоэлектроника.
1. Приборы силовой оптоэлектроники.
2. Новое поколение систем силовой техники.
Глава 8. Проблемные вопросы использования оптоэлектронных приборов в экстремальных условиях.
1. Введение.
2. Проблемы радиационно – стойкой оптоэлектроники.
1. Физические аспекты радиационного воздействия.
2. Влияние ионизирующих излучений на характеристики приборов.
3. Проблемы высокостабильной оптоэлектроники.
1. Физические аспекты деградационных явлений.
2. Ресурсные характеристики оптоэлектронных приборов.
4. Проблемы высокотемпературной оптоэлектроники.
1. Физические аспекты температурных эффектов.
2. Влияние температурных эффектов на характеристики приборов.
5. Проблемы прецизионной оптоэлектроники.
1. Физико – технологический подход.
2. Схемотехнический подход.
3. Статистические аспекты.

Список рисунков
Список таблиц
Информация об авторах
Предисловие
Благодарность
Введение
1 Знакомство с измерительной техникой
1.1 Мультиметр
1.2 Макетирование
1.2.1 Измерение напряжения
1.2.2 Измерение тока; изучение закона Ома
1.2.3 Измерение сопротивления
1.3 Осциллограф
1.3.1 Щупы осциллографа и их настройка
1.3.2 Настройка экрана
1.3.3 Регулировка по вертикали
1.3.4 Горизонтальная развертка
1.3.5 Запуск
1.3.6 Дополнительные возможности
2 RС-цепи
2.1 Конденсаторы
2.1.1 Использование конденсаторов в цепях переменного тока
2.1.2 Обозначения конденсаторов
2.2 Ток, напряжение и мощность
2.2.1 Демонстрация разрушения резистора из-за превышения номинальной мощности
2.3 Использование потенциометра в качестве делителя напряжения
2.3.1 Делитель постоянного напряжения
2.3.2 Делитель переменного напряжения
2.4 RС-цепи
2.5 Интегрирующая RС-цепь
2.6 Фильтр нижних частот
2.7 Дифференцирующая RС-цепь
2.8 Фильтр высоких частот
2.9 Выводы по теме фильтров
3 Диоды
3.1 Физический принцип действия полупроводниковых диодов
3.2 Типы диодов
3.3 Выпрямление
3.4 Принцип работы диодов – более глубокое описание
3.5 Определение вольтамперной характеристики диода
3.6 Изучение процесса выпрямления
3.7 Входной и выходной импеданс
4 Биполярные транзисторы
4.1 Физический принцип действия биполярных транзисторов
4.1.1 Основные определения
4.1.2 Самый простой способ анализа транзисторных схем
4.1.3 Модель Эбера-Молла
4.2 Практикум по транзисторам
4.2.1 Проверка транзисторов при помощи омметра
4.2.2 Эмиттерный повторитель
4.2.3 Усилитель с общим эмиттером
4.2.4 Коллектор как источник тока
4.2.5 Транзисторный ключ
4.3 Дополнительные упражнения
4.3.1 Схема Дарлингтона
4.3.2 Двухтактная схема
4.3.3 Усилитель с общей базой
5 Полевые транзисторы
5.1 Полевые транзисторы
5.1.1 Характеристики полевых транзисторов
5.1.2 Моделирование работы полевых транзисторов
5.2 Упражнения
5.2.1 Определение характеристик полевых транзисторов
5.2.2 Источник тока на полевых транзисторах
5.2.3 Истоковый повторитель
5.2.4 Усилитель на полевом транзисторе
6 Дифференциальные усилители
6.1 Дифференциальный усилитель
6.1.1 Принцип действия
6.1.2 Расчет коэффициента дифференциального усиления
6.1.3 Измерение коэффициента дифференциального усиления
6.1.4 Входное напряжение смещения
6.1.5 Коэффициент усиления синфазного сигнала
6.2 Схемы, используемые для построения операционных усилителей
6.2.1 Токовое зеркало
6.2.2 Дифференциальный усилитель с токовым зеркалом в цепи нагрузки
6.2.3 Улучшенная схема токового зеркала
6.2.4 Схема токового зеркала Уилсона
7 Введение в операционные усилители
7.1 Операционный усилитель 741
7.1.1 Выводы ОУ и подсоединение питания
7.1.2 Идеальный операционный усилитель
7.1.3 Коэффициенты усиления инвертирующего и неинвертирующего усилителя
7.1.4 «Золотые» правила при работе с операционными усилителями
7.1.5 Реальный операционный усилитель
7.2 Практикум по операционным усилителям
7.2.1 Определение коэффициента усиления операционного усилителя без обратной связи
7.2.2 Инвертирующий усилитель
7.2.3 Неинвертирующий усилитель
7.2.4 Повторитель напряжения
7.2.5 Дифференциальный усилитель
7.3 Дополнительные упражнения
7.3.1 Источник тока
7.3.2 Неинвертирующий сумматор на операционном усилителе
8 Применение операционных усилителей
8.1 Преобразователи сигналов на основе операционных усилителей
8.1.1 Дифференциатор
8.1.2 Интегратор
8.1.3 Логарифмический и экспоненциальный усилители
8.2 Практикум по применению операционных усилителей
8.2.1 Дифференциальный и интегральный усилители
8.1.2 Логарифмический и экспоненциальный усилители
8.1.3 Выпрямитель на операционном усилителе
8.1.4 Операционный усилитель с двухтактным усилителем мощности
8.3 Дополнительные упражнения
9 Компараторы и генераторы
9.1 Практикум по компараторам и интеграторам
9.1.1 Компаратор на операционном усилителе
9.1.2 Паразитная обратная связь: возникновение колебаний
9.1.3 Положительная обратная связь: построение триггера Шмитта
9.1.4 RС релаксационный генератор
9.1.5 Микросхема таймера 555
9.2 Дополнительные упражнения
9.2.1 Использование таймера 555 в качестве сигнального устройства
9.2.2 Генератор периодических сигналов (sin/cоs)
9.2.3 Активный полосовой фильтр
10 Комбинационная логика
10.1 Основы цифровой логики
10.1.1 Логические уровни
10.1.2 Семейства логических элементов и их история
10.1.3 Логические ключи
10.1.4 Основные выражения алгебры логики
10.2 Сравнение КМОП и ТТЛ
10.2.1 Диодная логика
10.2.2 Транзистор-транзисторная логика (ТТЛ)
10.2.3 КМОП логические схемы
10.2.4 Питание ТТЛ и ТТЛ-совместимых интегральных схем
10.3 Практикум по логическим элементам
10.3.1 Индикаторы логических уровней на светодиодах и переключатели логических уровней
10.3.2 КМОП-транзисторы
10.3.3 КМОП схема «И-НЕ»
10.3.4 Использование схемы «И-НЕ» для выполнения других логических функций
10.3.5 Четыре ТТЛ ключа «И-НЕ» в одной микросхеме
10.4 Дополнительные упражнения
10.4.1 Четырехразрядный компаратор на базе микросхемы 7485
11 Триггеры
11.1 Комментарии к материалу
11.1.1 Схемы
11.1.2 Макетная плата
11.1.3 Синхронизация логических элементов
11.1.4 Временные диаграммы
11.2 Принцип действия триггеров
11.2.1 Простой RS-триггер
11.2.2 D-триггер
11.3 JК-триггер
11.4 Трехстабильные выходы
11.5 Применение триггеров
11.5.1 Деление на 4 при помощи JK-триггеров
11.5.2 Дребезг контактов
11.5.3 Электронная игра «Подбрасывание монеты»
12 Одновибраторы, счетчики, мультиплексоры и ОЗУ
12.1 Мультивибраторы
12.2 Счетчики
12.3 Практикум по одновибраторам, счетчикам, мультиплексорам и ОЗУ
12.3.1 Сдвоенный четырехразрядный счетчик с переносом
12.3.2 Одновибратор
12.3.3 Мультиплексор и устройство с конечным числом состояний
12.3.4 ОЗУ
13 Аналогоцифровые и цифроаналоговые преобразователи
13.1 Простой R-2R цифроаналоговый преобразователь
13.2 Следящий АЦП
13.3 Микросхемы ЦАП и АЦП
13.3.1 АЦП последовательного приближения
13.4 Дополнительные упражнения
13.4.1 Цифровая запись
13.4.2 АЦП последовательного приближения, построенный из отдельных компонентов
Дополнительная литература
Приложение А Оборудование и коплектующие
Приложение В Сокращения и обозначение схем
Приложение С Анализ частотных характеристик RС-цепей
Приложение D Выводы элементов
Глоссарий основных электрических и электронных терминов
Указатель