Este adevărat că

Make your own Quiz

Make your own Quiz Copy & Edit

Make your own quiz Manage my Quizzes Plans / Features Guides and Help Contact Privacy & Security

Este adevărat că

Porțile CMOS au curent maxim de ieșire neglijabil

Tehnologia TTL oferă un consum energetic mai mic decât cea CMOS

Egalitatea impedanțelor celor două circuite

Porțile TTL au curent de intrare neglijabil

Circuitele digitale CMOS admit un domeniu larg al tensiunii de alimentare

Următoarele sunt caracteristici ale semnalelor și circuitelor digitale

Componentele utilizate au cerințe de precizie superioare aplicațiilor analogice

Au caracter continuu

Prezintă toleranță la perturbații (în limita marginilor de zgomot)

Au caracter discret

Curentul de alimentare al unui circuit integrat digital secvențial CMOS

Scade dacă scădem frecvența de tact (fCLK) )

Crește dacă mărim capacitatea de sarcină

Crește dacă mărim tensiunea de alimentare

Crește dacă mărim tensiunea de intrare

Ieșirea unei porți logice cu 3 stări

Are o a treia stare, de mare impedanță

Comută activ în ambele direcții (H->L, L->H)

Comută pasiv, deci mai lent, în direcția L->H

Are o a treia stare, cu tensiunea de ieșire la jumătatea celei de alimentare

O punte H ce funcționează în regim de comutație

Permite comanda unei sarcini de putere în ambele sensuri

Se realizează cu tranzistoare tip H

Asigură că pe tranzistoare se disipă mult mai puțină putere decât pe sarcină

Este un circuit digital secvențial

Următorii sunt parametri ai semnalelor digitale

Amplificarea de tensiune

Nivelele logice

Curentul de alimentare

Valoarea eficace

Duratele fronturilor

Timpul de propagare al unei porți logice CMOS

Crește dacă mărim capacitatea de sarcină

Scade dacă mărim tensiunea de alimentare

Scade dacă mărim capacitatea de sarcină

Crește dacă mărim tensiunea de alimentare

Un modul de comunicație SPI trebuie să funcționeze sincron cu un semnal de ceas cu frecvența de 10 MHz. Modulul

Este un circuit digital combinațional

poate fi implementat într-un FPGA

Este un mijloc de comunicație asincronă

Poate fi realizat din circuite integrate din seria 74AC

Este un circuit digital secvențial

Pentru a stabili compatibilitatea între două circuite integrate digitale trebuie avute în vedere

Proprietățile electrice ale pinilor de intrare / ieșire

Tipurile celor două circuite integrate

Egalitatea impedanțelor celor două circuite

Schema internă a fiecărui circuit integrat

Secvențele / formatul datelor / protocoalele de comunicație implicate

Decodoarele n:2la n sunt circuite

Analogice

Digitale secvențiale

Digitale combinaționale

Echivalente cu multiplexoarele

Printre preocupările electronicii digitale se numără

Filtrele cu capacități comutate

Amplificatoarele cu câștig programabil

Convertoarele analog-digitale

Porțile logice

Pe un circuit RC serie se aplică impulsuri de tensiune. Tensiunea de ieșire se citește pe condensator. Frecvența semnalului măsurat, față de cea a semnalului de intrare, va fi

Mai mică

Neglijabilă

Mai mare

Egală

Comunicația digitală între două module electronice se poate realiza

Printr-o interfață UART cu nivele logice TTL

Printr-o interfață UART cu suport fizic RS-232

Printr-o interfață SPI cu suport fizic RS-422

Printr-o tensiune cu variație continuă între 0 și 10V

Printr-un curent cu variație continuă între 4 și 20 mA

Printr-o interfață SPI cu nivele logice CMOS

Pe un circuit RC serie se aplică impulsuri de tensiune. Tensiunea de ieșire se citește pe condensator. Timpul de cădere al semnalului măsurat, față de cel al semnalului de intrare, va fi

Mai mic

Mai mare

Egal cu R C ln2

Neglijabil

Transmisia datelor între două circuite integrate digitale se poate realiza în modurile

Serial și paralel

Low și high

Serie și paralel

Continuu și discret

Tranzistoarele bipolare utilizate în aplicații digitale se pot regăsi în următoarele regiuni de funcționare

Regiunea de străpungere

Blocare și saturație

Regiunea lineară (ohmică)

Regiunea activă normală

Regiunea dinamică

Circuitele basculante

Au un număr de stări logice care depinde de tipul circuitului (astabil, monostabil, bistabil)

Conțin, în cazul bistabilelor, elemente RC ce stabilesc duratele stărilor

Au caracter regenerativ, grație reacției pozitiv

Sunt circuite digitale cu două stări logice

Nivelele logice ale porților CMOS alimentate între masă și Vdd

Se modifică la cuplarea pe ieșire a unei sarcini capacitive

Scad cu frecvența de comutație a intrării

Cresc cu frecvența de comutație a intrării

Sunt apropiate de zero, respectiv V dacă au ca sarcină intrări de porți similare

. 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. Amplitudinca 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

Un semnal de tip impulsuri cu durată variabilă (PWM):

. Are nivele logice proporționale cu valoarea reprezentată

Are timp de propagare proporţional cu valoarea

Poate fi transmi cu nivele logice specifice standardului RS-232

Se utilizeaza doar cu nivele logice specifice standardelor TTL/

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

Schemă mai simplă

Alimentare flexibilă

Nivel low mai mic

Pentru a funcţiona corect, circuitele integrate TTL standard trebuie alimentate cu

Tensiune intre -0.5 şi 5,5V

Tensiune între 2 şi 6 V

Tensiune alternativă între 4,75 şi 5,25 V

Tensiune continuă de 5 V

Tensiunea de ieşire la circuitele digitale CMOS:

Scade cu capacitatea de sarcină

Creşte cu capacitatea de sarcină

Este dependentă de tensiunile de intrare

Creşte cu frecvenţa de comutaţie

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

Scade cu capacitatea de sarcina

Porțile logice cu trei stări:

Recunosc pe intrare una din cele trei stări posibile

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

Porțile logice cu colectorul / drena în gol:

Au curent de intrare mai mic decât porţile normale

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

Timpii de comutaţie ai unei ieşiri digitale pot fi reduşi astfel:

Crescând capacitatea

Crescând rezistenţa

scăzând consumul

Scăzând fan-out-ul

Un circuit basculant astabil:

memorează un bit pe timp nedeterminat

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)

Este un avantaj al implementării circuitelor secvenţiale în banda de asamblare(pipeline) fata de implementarea cu un singur etaj combinaţional:

Creşterea marginilor de zgomot ale circuitului

Creşterea performanței computationale maxime (throughput)

Reducerea ariei ocupate de circuit

Reducerea timpului de răspuns minim (latency)

Un bloc de comunicație serială asincronă (Universal Asynchronous Receiver Transmitter - UART):

comunică datele prin două semnale:SCL,SDA (serial clock, data)

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)

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

Este între -0,6 şi 3,6

Este între 1,8 şi 5,5 V, egal cu domeniul de alimentare al pieselor

Este între 0 şi 3 V

Nu poate fi definit deoarece ieşirea nu este de tip analogic

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,capacitate

Un semnal de tip impulsuri cu durată variabilă (PWM):

Maximizeaza puterea disipata pe tranzistoarele din etajul de iesire

are nivele logice proporționale cu valoarea reprezentată

Are timp de propagare proporţional cu valoarea reprezentată

Are durata starii active proportionala cu valoarea reprezentata

Familia TTL Low Power Schottky prezintă, față de familia TTL standard:

Impedanta mai mica

Curent mai mare

Nivel high mai mare

T este in regiunea ohmica

Circuitele integrate din seriile 74LS (tehnologie TTL) si 74HC (ehnologie CMOS):

Comuta activ in ambele stari(au iesire push-pull)

Consuma acelasi curent de la sursa de alimentare

Functioneaza in acelasi domeniu de alimentare

Au aceleaşi valori ale cele doua nivele logice

Tensiunea e iesire la circuitele digitale CMOS

Scade cand pe iesire se leaga o rezistenta la VDD

Este intotdeauna zero sau VDD

Este dependenta de rezistenta de sarcina

Creste cand pe iesire se leaga o rezistenta la masa

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

Sincronizand 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

Un etaj de ieşire push-pull are două tranzistoare, fiecare determinând unul din cele două nivele logice. Faţă de un etaj cu un singur tranzistor și rezistență de pull-up, etajul push-pull:

Are nivelul high mai mare

are nivelul low mai mare

Comută mai lent

Comută rapid in ambele sensuri

Puterea disipată pe un rezistor bipolar T (cu ieşire pe colector şi emişătorul la masă) este minimă când:

T funcţionează în regim de amplificator

T funcţionează în regim de repetor

T funcționează în regim de comutator

T este în regiunea ohmică

Pentru a funcționa corect, circuitele integrate CMOS din seria 74HC trebuie alimentate cu:

Tensiune continuă de 1.2V

Tensiune alternativă între 4.75 şi 5.25 V

Tensiune între 2 și 6V

Tensiune între -0.5 şi 5.5V

Porțile logice realizate în tehnologie TTL standard au următorul avantaj faţă de tehnologiile anterioare:

Nivel high mai mare

Timp de propagare mai mic

Nivel low mai mare

Timp de creştere mai mare

Limita inferioară a nivelului high pentru o intrare digitală CMOS:

Scade cu tensiunea de intrare

Creşte cu tensiunea de intrare

Scade cu tensiunea de alimentare

Creşte cu tensiunea de alimentare

Un multiplexor analogic n:1:

Este un circuit boolean combinational, construit doar din porți logice

Poate multiplexa n semnale digitale

Este echivalent cu un decor cu semnal de activare (Enable)

Se realizează doar sub formă de circuit integrat TTL

In tehnologia CMOS, miniaturizarea are următorul dezavantaj:

Scaderea marginilor de zgomot

Simplificarea schemei electrice

Creşterea tensiunii de alimentare

Consmu dinamic mai mic

Circuitele basculante monostabile se utilizează pentru

Realiza operații logice pe datele de intrare

Genera întârzieri precise când sunt declansate

Sincroniza datele cu ceasul în circuitele secvenţiale

Genera semnale periodice pe baza unui grup RC

Este un dezavantaj al implementării circuitelor secvenţiale în bandă de asamblare (pipeline) faţă de implementarea cu un singur etaj combinaţional:

Reducerea performanței computationale maxime (throughput)

mărirea impilor de creștere și de cădere

Cresterea timpului de răspuns minim (latency)

Scăderea marginilor de zgomot ale circuitului

Un bloc de comunicaţie serială sincronă de tip SPI (Serial Peripheral Interface):

necesită un ceas foarte precis pentru a putea realiza sincronizarea transmitator-receptor

Poate fi implementat intr-un circuit integrat reconfigurabil (FPGA)

Funcţionează doar cu nivele logice conform standardelor RS-422/485

comunică datele prin două semnale: TxD, RXD (transmit, receive data)

Un microcontroler funcţionează ciclic, cu perioada de 10s, astfel: în regim activ, timp de 1s, consumă de la sursa de alimentare 10mA; în regim economic, timp de 9s, are consum neglijabil. Curentul mediu consumat de la sursa de alimentare, având ca referință un intervas de funcționare de 1000s, este:

1000 mA

1 mA

1000 mAs

1000 mA/s

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. Media tensiunii de ieşire va fi, față de cea a tensiunii de intrare:

zero

Semnificativ mai mică (dar nu 0)

Aproximativ egală

Mai mare

Calculatoarele digitale reprezintă valorile numerice la nivel electric prin:

Stări high si low

Stari unu si zero

Tensiuni proportionale

stări adevărat şi fals

Un etaj de ieşire push-pull are două tranzistoare, fiecare determinând unul din cele două nivele logice. Față de un etaj cu un singur tranzistor şi rezistență de pull-up, etajul push-pull:

Are nivelul high mai mare

Are nivelul low mai mare

Are timpul de creştere mai mic

Are durata stării high mai mică

Semnalele de tip impulsuri cu durată variabilă (PWM)

Au margini de zgomot mai mari decât semnalele de durată constantă

Au timpi de propagare mai mici decât semnalele de durată constantă

Au duratele fronturilor mai mari decât semnalele de durată constantă

Minimizează puterea disipată pe tranzistoarele din etajul de ieşire

Familia 74LS(TTL Low Power Schottky) prezintă, faţă de familia 74HC(CMOS);

Consum mai mic

Aceeaşi tensiune de alimentare

Acelasi pin-out

Nivel high mai mare

Limita superioară a nivelului low pentru o intrare digitală CMOS:

scade cu tensiunea de intrare

Creşte cu tensiunea de intrare

Scade cu tensiunea de alimentare

Creşte cu tensiunea de alimentare

Portile de transmisie, numite și comutatoare analogice, au, faţă de porțile logice normale realizate în aceeaşi tehnologie:

Curent de intrare mai mic

nivele logice mai apropiate de 0 și VCC

Domeniu valid al semnalului mai larg

Caracter bistabil

Un multiplexor analogic n:1:

Este bidirectional, putând functiona şi ca demultiplexor 1:n

Se poate construi dintr-un decodor şi n porți cu 3 stări

Se poate construi dintr-un decodor și n porți cu colector in gol

Nu poate multiplexa semnale digitale, ci doar analogice

Un circuit basculant monostabil:

are două stări logice pe ieşire

are o singură stare logică pe ieşire

Generează semnale de tact (ceas)

Memorează un bit pe timp nedeterminat

Este un dezavantaj al implementării circuitelor secvenţiale în bandă de asamblare (pipeline) faţă de implementarea cu un singur etaj combinaţional:

Reducerea curentului de alimentare al circuitului

creşterea ariei ocupate de circuit

Mărirea timpilori de creștere și de cădere

scăderea marginilor de zgomot ale circuitului

O baterie de acumulatori furnizează tensiune între 12V când este descărcată şi 14V când este încărcată. Pentru a alimenta cu tensiune constantă un microcontroler de la această baterie se poate utiliza:

Un stabilizator având Vinmax peste 14V şi Vo=3V

Un divizor de tensiune 10k cu 3k3

Un stabilizator având Vinmax sub 12V şi Vo=3V

Un stabilizator având specific Vin intre 3,3 si 5,5V

{"name":"Este adevărat că", "url":"https://www.quiz-maker.com/QPREVIEW","txt":"Este adevărat că, Următoarele sunt caracteristici ale semnalelor și circuitelor digitale, Curentul de alimentare al unui circuit integrat digital secvențial CMOS","img":"https://www.quiz-maker.com/3012/images/ogquiz.png"}