ентом передачи, точки, соответствующие смене режимов работы активных приборов (например, режим отсечки, насыщения и т. п.), и т. д.

Анализ динамического режима работы схемы проводится для простых схем, содержащих около десяти компонентов, методом приведения к доминирующей постоянной времени. Достоинством последнего метода, например при анализе переходных процессов, является разбиение переходного процесса на ряд этапов, для каждого из которых может быть представлена простая электрическая модель с одной постоянной времени RC.

И тот и другой метод может быть использован для расчета несложных схем, а также для получения оценочных параметров, необходимых при выполнении машинных расчетов.

В целом содержание учебного пособия может быть полезным и для студентов, и для специалистов, занимающихся разработкой реальной промышленной аппаратуры.

Гпава 1

общие характеристики элементов

цифровых устройств

Любое цифровое устройство с произвольными степенью сложности и назначением выполняется на дискретных элементах, в том числе включающих в себя и интегральные схемы различной степени интеграции. Независимо от функционального назначения элементов, выполняемых в виде интегральных схем, и их схемо-технологической реализации они обладают рядом общих параметров и характеристик, которые определяют их работу в статическом и динамическом режимах. Ниже рассматриваются наиболее распространенные параметры и характеристики элементов цифровых устройств.

§ 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

Цифровое устройство - устройство, предназначенное для приема, обработки и выдачи цифровой информации. Примером цифрового устройства служат электронные вычислительные машины (ЭВМ).

Элементы цифрового устройства - наименьшие функциональные части, на которые разбивается устройство при его логическом проектировании и технической реализации. Поскольку принято считать, что наименьшие функциональные чести цифрового устройства выполняют простейшие логические или вспомогательные функции, можно сказать, что элементы цифрового устройства - это электронные схемы, представляющие собой некоторую совокупность определенным образом соединенных компонентов, выполняющие одну или несколько простейших логических или вспомогательных операций.

Компонентами элементов цифровых устройств являются интегральные схемы различной степени интеграции, транзисторы и диоды различного типа, резисторы, конденсаторы и индукторы.

Элементы цифровых устройств принято разрабатывать и выпускать в виде систем или серий, включающих в себя их различные модификации.

Технически полная система элементов - система, удовлетворяющая требованиям функциональной и физической полноты.

Функционально полная система элементов - система, позво-

ляющая реализовать любые, сколь угодно сложные, переключательные функции путем суперпозиции простейших функций, выполняемых элементами данной серии.

Физически полная система элементов - система, содержащая специальные элементы, обеспечивающие возможность построения управляющих цепей, запоминающих устройств и цепей связи, восстанавливающих информационные сигналы до стандартной амплитуды и формы и обеспечивающих надежное взаимодействие элементов при всевозможных комбинациях связи между ними; элементы, обеспечивающие работу электромеханических узлов цифровых устройств типа реле, переключателей, механизмов перфорации, печати и т. п., а также схем связи различных узлов цифрового устройства с устройствами ввода - вывода; элементы индикации информационных состояний узлов цифрового устройства и генераторы тактовых сигналов.

По назначению элементы цифровых устройств подразделяют на логические, запоминающие, усилительно-формирующие, вспомогательные, индикации и специальные.

Логические элементы реализуют функции алгебры логики (булевы функции), которые определяются конкретной структурой цифрового устройства.

Запоминающие элементы используют в устройствах, хранящих данные и программы в виде цифровых кодов.

Усилительно-формирующие элементы преобразуют нестандартные сигналы в различных цепях цифровых устройств к уровням логических элементов, которые их обрабатывают. Кроме того, они иногда используются для увеличения нагрузочной способности логических элементов и т. д.

Вспомогательные элементы не выполняют функционального назначения, а используются, например, для контроля работоспособности цифрового устройства.

Элементы индикации используются для управления различными средствами, обеспечивающими визуализацию состояний цифровых схем.

Специальные элементы включают в свой состав генераторы сигналов, преобразователи уровней, элементы гальванической развязки и т. п.

По способу кодирования двоичных переменных элементы цифровых устройств подразделяют на импульсные, динамические, потенциальные, импульсно-потенциальные и фазовые.

В импульсных элементах „1" представляется наличием электрического импульса напряжения или тока, а „О"-отсутствием соответствующего импульса.

В динамических элементах „1" представляется пачкой импульсов или возобновляемым через необходимый интервал времени потенциалом, а „О" -отсутствием импульсов (или наоборот).