Ed

Fie un circuit RC serie ideal cu intrarea pe rezistenţă şi ieşirea pe condensator. Pe intrare se aplică impulsuri dreptunghiulare având duratele stărilor mult mai mari decât constanta de timp a circuitului. Amplitudinea varf-la-varf a tensiunii de ieşire va fi, faţă de cea a tensiunii de intrare:
Zero
Semnificativ mai mică (dar nu 0)
Aproximativ egală
Mai mare
Următorii reprezintă parametri atribuibili semnalelor digitale:
Timpi de propagare
Nivele logice
amplificare
Rezistenta, capacitate
O condiție necesară pentru ca o ieşire digitală (1) să poată comanda o intrare digitală (2) este:
VoL1 > ViL2
VoH1 > ViH2
VoH2 > ViH1
VoL2 > ViL1
Un semnal de tip impulsuri cu durată variabilă (PWM):
Are nivele logice proporționale cu valoarea reprezentată
Are timp de propagare proporţional cu valoarea reprezentată
.poate fi transmi cu nivele logice specifice standardului RS-232
Se utilizeaza doar cu nivele logice specifice standardelor TTL/CMOS
Puterea disipată pe un tranzistor bipolar T (cu ieşire pe colector si emitorul la masa) este minima cand:
T este în regiunea activă normală
T este saturat
. Tensiunea de ieşire este egală cu jumătate din cea de alimentare
. T este in regiunea ohmică
Familia TTL Low Power Schottky prezintă, față de familia TTL standard:
Consum mai mic
Nivel low mai mic
Alimentare flexibilă
Schemă mai simplă
Pentru a funcţiona corect, circuitele integrate TTL standard trebuie alimentate cu:
Tensiune continuă de 5 V
Tensiune alternativă între 4,75 şi 5,25 V
Tensiune între 2 şi 6 V
Tensiune intre -0.5 şi 5,5V
Tensiunea de ieşire la circuitele digitale CMOS:
Creşte cu capacitatea de sarcină
Este dependentă de tensiunile de intrare
Creşte cu frecvenţa de comutaţie
Scade cu capacitatea de sarcină
În funcționare normală, curentul static de ieşire al unei porți CMOS ce are ca sarcină o poartă similară:
Este foarte mic
Este de ordinul mA
scade cu tensiunea de intrare
Creste cu tensiunea de intrare
Porțile logice cu trei stări:
Au o a treia stare, cu tensiunea de ieşire la jumătatea alimentării
Au o intrare de Enable pentru activarea sau inactivarea ieşirii
Pot avea ieşirile legate în paralel în orice condiţii
Recunosc pe intrare una din cele trei stări posibile
Porțile logice cu colectorul / drena în gol:
Pot realiza structuri logice de tip ŞI-cablat ieşire mai mic
Au nivel low pe ieşire mai mic decât porțile normale
Au nivel high pe ieşire mai mare decât porţile normale
Au curent de intrare mai mic decât porţile normale
Timpii de comutaţie ai unei ieşiri digitale pot fi reduşi astfel:
Crescând rezistenţa
Crescând capacitatea
Scăzând consumul
Scăzând fan-out-ul
Un circuit basculant astabil:
Are două stări logice pe ieşire crescând capacitatea
Nu are stări logice identificabile pe ieşire
Generează o întârziere precisă când e declanşat bandă de asamblare (pipeline)
Memorează un bit pe timp nedeterminat
Este un avantaj al implementării circuitelor secvenţiale în banda de asamblare(pipeline) fata de implementarea cu un singur etaj combinaţional:
Creşterea performanței computationale maxime (throughput)
Reducerea ariei ocupate de circuit
Reducerea timpului de răspuns minim (latency)
Creşterea marginilor de zgomot ale circuitului
Un bloc de comunicație serială asincronă (Universal Asynchronous Receiver Transmitter - UART):
Este un tip de circuit combinaţional deoarece comunicaţia nu are ceas
Funcţionează doar cu nivele logice conform standardului RS-232
Poate fi implementat într-un circuit integrat reconfigurabil (FPGA)
Comunică datele prin două semnale:SCL,SDA (serial clock, data)
Un senzor de temperatură este conectat la un microcontroler printr-o interfață serială 12C. Ambele sunt alimentate la 3 V. Domeniul în care se încadrează tensiunea de ieşire a senzorului în această aplicație:
Nu poate fi definit deoarece ieşirea nu este de tip analogic
Este între 1,8 şi 5,5 V, egal cu domeniul de alimentare al pieselor
este între -0,6 şi 3,6
Este între 0 şi 3 V
Fie un circuit RC serie cu intrarea pe rezistent si insirea pe condensator Pe care se aplica impulsuri dreptunghiulare. Perioada semnalului de ieşire va fi,fata de cea a semnalului de intrare:
Zero
Semnificativ mai mic (dar nu 0)
Egala
Mai mare
Urmatorii reprezintă parametri atribuibili semnalelor digitale
Timp de crestere, timp de cadere
Praguri logice
Impedanta de intrare, impedanta de iesire
Rezistenta,capacitatea
O condiție necesară pentru ca o ieşire digitală (1) să poată comanda o intrare digitală (2) este:
VoL1 < ViL2
VoH1 < ViH2
VoH2 < ViH1
VoL2 < ViL1
Un semnal de tip impulsuri cu durată variabilă (PWM):
Are nivele logice proporționale cu valoarea reprezentată
Are timp de propagare proporţional cu valoarea reprezentată
Are durata starii active proportionala cu valoarea reprezentata
Maximizeaza puterea disipata pe tranzistoarele din etajul de iesire
Puterea disipată pe un tranzistor bipolar T (cu ieşire pe colector si emitorul la masa) este minima cand:
T este in regiunea activa normala
T este saturat
Tensiunea de ieşire este egală cu jumătate din cea de alimentare
T este in regiunea ohmică
Familia TTL Low Power Schottky prezintă, față de familia TTL standard:
Curent mai mare
Impedanta mai mica
Nivel high mai mare
Consum mai mic
Circuitele integrate din seriile 74LS (tehnologie TTL) si 74HC (ehnologie CMOS):
Au aceleaşi valori ale cele doua nivele logice
Functioneaza in acelasi domeniu de alimentare
consuma acelasi curent de la sursa de alimentare
Comuta activ in ambele stari(au iesire push-pull)
Tensiunea e iesire la circuitele digitale CMOS
Este intotdeauna zero sau VDD
Este dependenta de rezistenta de sarcina
Creste cand pe iesire se leaga o rezistenta la masa
Scade cand pe iesire se leaga o rezistenta la VDD
Curentul de intrare la circuitele integrate digitale CMOS masurat in regim activ
Este practic zero, indiferent de tensiunea de intrare
Este de ordinul mA in functionare normala
Scade semnificativ cand se aplica pe intrare tensiune negativa
Creste semnificativ când tensiune de intrare depaseste alimentarea
Portile logice cu trei stari
Au o a treia stare, cu tensiunea de intrare la jumatatea alimentarii
Au o a treia stare,de mare impedanta, pe iesire
Se utilizeaza pentru acces concurent fara coordonare, de ex. 12C
Au o a treia stare,cu tensiunea de iesire la jumatatea alimentarii
Portile logice cu colectorul/drena in gol au, fata de portile logice normale:
O intrare suplimentara pentru activarea sau inactivarea ieşirii
Timpi de comutatie mai mici
Posibilitatea leganrii mai multor insiri In paralel
Curent de alimentare mai mic
Timpii de comutaţie ai unei ieşiri digitale pot fi redusi astfel
Micsorand curentul de intrare al portii
Marind capacitatea
Scazand tensiunea de alimentare
scazand rezistenta echivalenta de iesire
Circuitele basculante bistabile se utilizeaza in schemele digitale pentru a
Realiza operații logice pe datele de intrare
Genera intarzieri precise pe baza unui grup RC
Sincroniza datele cu ceasul in circuitele secventiale
Genera semnale periodice pe baza und grup RC
Este un avantaj al implementarii circuitelor secvenţiale in banda de asamblare(pipeline) fata de implementarea cu un singur etaj combinational:
Reducerea timpilor de crestere şi de cadere
Reducerea consumului cu pastrarea performantei (acelasi throughput)
Reducerea timpului de raspuns minim (latency)
Cresterea marginilor de zgomot ale circuitului
Un bloc de comunicatie seriala asincrona (Universal Asynchronous Receiver Transmitter-UART):
Este un tip de circuit combinational deoarece comunicatia nu are ceas
Functioneaza doar cu nivele logice conform standardului RS-232
Poate fi implementat cu circuite integrate din seria 74HC
Comunică datele prin doua semnale SCL, SDA (serial clock, data)
Un microcontroler este alimentat la 3,3 V printr-un stabilizator de tensiune de la o baterie. Principala preocupare privind optimizarea proiectului este durata de viata a bateriei. Tipul de stabilizator cel mai potrivit pentru aceasta aplicatie este :
LM317 deoarece are tensiunea de ieşire ajustabila extern
NCP718 deoarece are consum propriu de ordinul microamperilor
LM7805 pentru că este foarte raspandit si ieftin
LD1117 pentru ca poate fumiza aproape 1 A pe insire
Fie un circuit RC serie ideal cu intrarea pe rezistenta si iesirea pe condensator. Pe intrare se aplica impulsuri dreptunghiulare avand duratele starilor mult mai mari decat constanta de timp a circuitului. Media tensiunii de iesire va fi, fata de cea a tensiunii de intrare:
Zero
Semnificativ mai mica (dar nu 0)
Aproximativ egala
Mai mare
Calculatoarele digitale reprezinta valorile numerice la nivel electric prin:
Stari high si low
Stari unu si zero
Tensiuni proportionale
Stari adevarat sau fals
O condictie necesara pentru ca o intrare digitala (1) sa poata fi comandata de catre o iesire digitala (2) este:
VOL1>VIL2
VOH1>VIH2
VOH2>VIH1
VOL2>VIL1
Un etaj de iesire push-pull are doua tranzistoare, fiecare determinand unul din cele doua nivele logice. Fata de un etaj cu un singur tranzistor si rezistenta de pull-up, etajul push-pull:
Are nivelul high mai mare
Are nivelul low mai mare
Are timpul de crestere mai mic
Are durata starii high mai mica
Semnalele de tip impulsuri cu durata variabila (PWM):
Au margini de zgomot mai mari decat semnalele de durata constanta
Au timpi de propagare mai mici decat semnalele de durata constanta
Au duratele fronturilor mai mari decat semnalele de durata constanta
Minimizeaza puterea disipata pe tranzistoarele din etajul de iesire
Familia 74LS(TTL Low Power Schottky) prezinta, fata de familia 74HC(CMOS):
Consum mai mic
Acelasi pin-out
Nivel high mai mare
Aceeasi tensiune de alimentare
Portile logice realizate in tehnologie TTL standard u urmator avantaj fata de tehnologiile anterioare:
Nivelele logice scaleaza cu tensiunea de alimentare
Comuta activ in ambele stari (iesire push-pull)
Au curent de intrare neglijabil
Au curent de alimentare static neglijabil
Limita superioara a nivelului low pentru o intrare digitala CMOS:
Scade cu tensiunea de intrare
Creste cu tensiunea de intrare
Scade cu tensiunea de alimentare
Creste cu tensiunea de alimentare
Curentul de alimentare la circuitele digitale CMOS:
Scade cu tensiunea de intrare
Creste cu tensiunea de intrare
Scade cu frecventa de comutatie
Creste cu frecventa de comutatie
Creste cu capacitatea de sarcina
Portile de transmisie, numite si comutatoare analogice, au, fata de portile logice normale realizate in aceeasi tehnologie:
Curent de intrare mai mic
Nivele logice mai apropiate de 0 si VCC
Domeniu valid al semnalului mai larg
Caracter bistabil
Un multiplexor analogic n:1 :
Este bidirectional, putand functiona si ca demultiplexor 1:n
Se poate construi dintr-un decodor si n porti cu 3 stari
Se poate construi dintr-un decodor si n porti cu colector in gol
Nu poate multiplexa semnale digitale, ci doar analogice
In tehnologia CMOS, miniaturizarea circuitelor secventiale ale urmatorul avantaj:
Scaderea marginilor de zgomot
Simplificarea schemei electrice
Cresterea tensiunii de alimentare
Consum dinamic mai mic
Un circuit basculant monostabil:
Are doua stari logice pe iesire
Are o singura stare logica pe iesire
Genereaza semnale de tact (ceas)
Memoreaza un bit pe timp nedeterminat
Este un dezavantaj al implementarii circuitelor secventiale in banda de asamblare (pipeline) fata de implementarea cu un singur etaj combinational:
Reducerea curentului de alimentare al circuitului
Cresterea ariei ocupate de circuit
Marirea timpilor de crestere si de cadere
Scaderea marginilor de zgomot ale circuitului
Un bloc de comutatie seriala sincrona SPI (Serial Peripheral Interface):
Necesita un ceas foarte precis pentru a putea realiza sincronizarea transmitator-receptor
Poate fi implementat cu circuite integrate din seria 74HC
Functioneaza doar cu nivelele logice conform standardelor RS-422/485
Comunica datele prin doua semnale :TxD, RxD (transmit, receive data)
O baterie de acumulatori furnizeaza tensiune de 12V cand este descarcata si 14V cand este incarcata. Pentru a alimenta cu tensiune constata un microcontroler de la aceasta baterie se poate utiliza:
Un stabilizator avand Vin intre 3.3 si 5.5V
Un stabilizator avand Vinmax peste 14V si Vo = 3V
Un divizor de tensiune 10k cu 3k3
Un stabilizator avand Vinmax sub 12V si Vo = 3V
Fie un circuit RC serie ideal cu intrarea pe rezistenta si iesirea pe condensator. Pe intrare se aplica impulsuri dreptunghiulare. Timpul de cadere al tensiunii de iesire va fi, fata de cel al tensiunii de intrare:
Zero
Semnificativ mai mica (dar nu 0)
Egal
Mai mare
Comutatia digitala a informatiei poate fi realizata in modurile:
High si low
Serie si paralel
Triunghi si stea
Serial si paralel
O conditie necesara pentru ca o intrare digitala (1) sa poate fi comandata de catre o iesire digitala (2) este:
VOL1
VOH1
VOH2
VOL2
Un etaj de iesire push-pull are doua tranzistoare, fiecare determinand unul din cele doua nivele logice. Fata de un etaj cu un singur tranzistor si rezistenta de pull-up, etajul push-pull:
Are nivelul high mai mare
Are nivelul low mai mare
Comuta mai lent
Comuta rapid in ambele sensuri
Puterea disipata pe un rezistor bipolar T (cu iesire pe colector si emitatorul la masa) este minima cand:
T functioneaza in regim de amplificator
T functioneaza in regim de repetor
T functioneaza in regim de comutator
T este in regiunea ohmica
Pentru a functiona corect, circuitele integrate CMOS din seria 74HC trebuie alimentate cu:
Tensiune continua de 1.2V
Tensiune alternativa intre 4.75 si 5.25V
Tensiune intre 2 si 6 V
Tensiune intre -0.5 si 5.5V
Portile logice realizate in tehnologiile TTL standard au urmatorul avantaj fata de tehnologiile anterioare:
Nivel high mai mare
Nivel low mai mare
Timp de crestere mai mare
Timp de propagare mai mic
Limita inferiara a nivelului high pentru o intrare digitala CMOS:
Scade cu tensiunea de intrare
Creste cu tensiunea de intrare
Scade cu tensiunea de alimentare
Creste cu tensiunea de alimentare
Curentul de alimentare la circuitele digitale CMOS:
Scade cu tensiunea de intrare
Creste cu tensiunea de intrare
Scade cu frecventa de comutatie
Creste cu capacitatea de sarcina
Portile de transmisie, numite si comutatoare analogice:
Recunosc pe intrare una din cele trei stari posibile
Au o intrare de Enable pentru activarea sau inactivarea iesirii
Pot avea iesirile legate in paralel in orice conditii
Sunt realizate doar in tehnologii TTL
Un multiplexor analogic n:1 :
Este un circuit boolean combinational, construit doar din porti logice
Poate multiplexa n semnale digitale
Este echivalent cu un decodor cu semnal de activare (Enable)
Se realizeaza doar sub forma de circuit integrat TTL
In tehnologia CMOS, miniaturizarea are urmatorul dezavantaj:
Scaderea marginilor de zgomot
Simplificarea schemei electrice
Cresterea tensiunii de alimentare
Consum dinamic mai mic
Circuitele basculante monostabile se utilizeaza pentru a:
Realiza operatii logice pe datele de intrare
Genera intarzieri precise cand sunt declansate
Sincroniza datele cu ceasul in circuitele secventiale
Genera semnale periodice pe baza unui grup RC
Este dezavantaj al implementarii circuitelor secventiale in banda de asamblare (pipeline) fata de implementarea cu un singur etaj combinational:
Reducerea performantei computationale maxime (throughput)
Marirea timpilor de crestere si de cadere
Cresterea timpului de raspuns minim (latency)
Scaderea marginilor de zgomot ale circuitului
Un bloc de comunicatie seriala sincrona de tip SPI (Serial Peripheral Interface):
Necesita un ceas foarte precis pentru a putea realiza sincronizarea transmitator-receptor
Poate fi implementat intr-un circuit integrat reconfigurabil (FPGA)
Functioneaza doar cu nivele logice conform standardelor RS-422/485
Comunica datele prin doua semnale: TxD, RxD (transmit, receive data)
{"name":"Ed", "url":"https://www.quiz-maker.com/QPREVIEW","txt":"Fie un circuit RC serie ideal cu intrarea pe rezistenţă şi ieşirea pe condensator. Pe intrare se aplică impulsuri dreptunghiulare având duratele stărilor mult mai mari decât constanta de timp a circuitului. Amplitudinea varf-la-varf a tensiunii de ieşire va fi, faţă de cea a tensiunii de intrare:, Următorii reprezintă parametri atribuibili semnalelor digitale:, O condiție necesară pentru ca o ieşire digitală (1) să poată comanda o intrare digitală (2) este:","img":"https://www.quiz-maker.com/3012/images/ogquiz.png"}
Powered by: Quiz Maker