Triak - to tyrystor symetryczny o strukturze i charakterystyce przedstawionej na rysunku poniżej.
Przełączenie triaka następuje pod wpływem ujemnego prądu bramki. W triakach - tyrystorach
symetrycznych została wyeliminowana podstawowa wada tyrystorów, jaką jest możliwość
przewodzenia prądu tylko w jednym kierunku. Triaki można załączać zarówno przy dodatnim jak i
ujemnym napięciu anoda - katoda.
Najczęściej wytwarza się triaki, które są przełączone w stan przewodzenia w jednym kierunku
prądem o polaryzacji dodatniej, a w drugim kierunku - prądem o polaryzacji ujemnej. Triaki zastępują
tyrystory, co umożliwia znaczne uproszczenie układów sterujących.
Idealny wzmacniacz operacyjny powinien charakteryzować się następującymi właściwościa-mi:
- nieskończenie dużym wzmocnieniem przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego (K → ∞),
- nieskończenie szerokim pasmem przenoszenia częstotliwości,
- nieskończenie dużą impedancją wejściową, zarówno między wejściami, jak i między każdym z wejśća ziemią,
- impedancją wyjściową równą zeru,
- napięciem wyjściowym równym zeru przy równości napięć wejściowych
= 0 przy U we1
= U we2
- nieskończenie dużym dopuszczalnym prądem wyjściowym,
- zerowym prądem wejściowym,
- wzmocnieniem idealnie różnicowym, tzn. nieskończenie dużym współczynnikiem tłumienia sygnału
nieróżnicowego (definicję tego współczynnika podano w dalszej części opracowania),
- zachowaniem powyższych właściwości przy zmianach temperatury.
Transoptor jest półprzewodnikowym elementem optoelektronicznym zbudowanym
z fotoemitera (nadajnika) i fotodetektora (odbiornika), które umieszczone są we wspólnej
obudowie. Funkcję fotoemitera najczęściej pełni fotodioda pracująca w zakresie podczerwieni,
natomiast jako detektor stosowane są różne elementy światłoczułe, w tym fotodioda, fototranzystor,
fototyrystor, fotorezystor (rys. 1). Główne zastosowanie transoptorów (lub inaczej optoizolatorów)
to galwaniczna separacja części obwodów elektronicznych, pracujących na diametralnie różnych
potencjałach. Sprzężenie strony wtórnej z pierwotną realizowane jest na drodze optycznej.
Transoptory wykorzystywane są powszechnie w technice pomiarowej, układach automatyki, a także
w specjalizowanych urządzeniach, np. w aparaturze medycznej, do oddzielenia „obwodu pacjenta”
od sieci elektrycznej.
Transoptory można stosować do przenoszenia zarówno sygnałów cyfrowych, jak
i analogowych. Najszersze pasmo przenoszenia sięgające kilkudziesięciu megaherców posiadają
transoptory z fotodiodą jako detektorem, najwęższe (prawie stałoprądowe) - transoptory
z fotorezystorem. Wśród pozostałych parametrów transoptora wymienić należy:
- maksymalny (dopuszczalny) prąd diody nadawczej,
- maksymalny (dopuszczalny) prąd fotodetektora,
- maksymalne napięcie w obwodzie wejściowym i wyjściowym,
- przekładnia prądowa - CTR (ang. Current Transfer Ratio),
- napięcie przebicia,
- rezystancja izolacji,
- zakres temperatury pracy.
Modulacja przebiegów
nakładanie sygnału niosącego informację na sygnał nośny zwykle dużej częstotliwości
•amplitudowa
•częstotliwościowa
•fazowa
•cyfrowa
Parametry modulacji
Modulacja amplitudowa
zmiana amplitudy sygnału nośnego odpowiadająca zmianom sygnału niosącego informację -amplitudy i częstotliwości
Przetworniki c/a są szeroko stosowane w wielu urządzeniach elektronicznych, m.in. w układach do
sterowania graficznych monitorów ekranowych, we wszelkiego typu układach analogowych,
sterowanych cyfrowo (np. wzmacniacze, zasilacze), a także w układach odtwarzających sygnały
akustyczne lub wizyjne, zarejestrowane w postaci cyfrowej.Przetwornik cyfrowo-analogowy jest
układem, który wytwarza wyjściowy sygnał analogowy (napięcie, prąd) na podstawie cyfrowego
sygnału wejściowego. Produkowane seryjnie przetworniki C/A wykonywane są obecnie jako układy
scalone monolityczne, bardzo rzadko jako hybrydowe. Większość przetworników c/a zbudowana jest
w oparciu o sieć rezystorów i przełączniki elektroniczne zrealizowane w technologii bipolarnej lub
CMOS. Istnieją również realizacje z przełączanymi źródłami prądowymi. Odrębną realizacją są układy
z jednym przełącznikiem i filtrem dolnoprzepustowym.
Rodzaje przerzutników:
asynchroniczne - stan wyjścia zmienia sie natychmiast po zmianie stanu wejść
synchroniczne - reaguje na stan wejść tylko w obecności sygnału zegarowego (taktującego)
wyzwalane poziomem (zatrzaskowe)
wyzwalane zboczem
narastającym
opadającym
dwuzboczowe (master-slave
typu RS (asynchroniczny i synchroniczny)
- typu D (synchroniczny)
- typu T (asynchroniczny i synchroniczny)
- typu JK (asynchroniczny i synchroniczny)
- typu JK-MS (asynchroniczny i synchroniczny)
Pólprzewodnik samoistny jest to pólprzewodnik, którego material jest idealnie czysty, bez zadnychzanieczyszczen struktury krystalicznej. Koncentracja wolnych elektronów w pólprzewodnikusamoistnym jest równa koncentracji dziur.
Domieszkowanie polega na wprowadzeniu i aktywowaniu atomów domieszek do struktury krysztalu.Domieszki sa to atomy pierwiastków, które nie wchodza w sklad pólprzewodnika samoistnego. Naprzyklad domieszka krzemu (Si) w arsenku galu (GaAs). Poniewaz w wiazaniach kowalencyjnychbierze udzial ustalona liczba elektronów, zamiana któregos z atomów struktury na odpowiedni atom
domieszki powoduje wystapienie nadmiaru lub niedoboru elektronów.
Grupy instrukcji
•przesłania danych wymiana danych bez zmiany formy (wartości), kopiowanie zawartości,
przenoszenie między zasobami komputera
•operacji arytmetyczno-logicznych
•rozgałęzienia(skoki) -zmiana kolejności wykonania programu
-bezwarunkowe,
-warunkowe
•sterowania zasobami procesora
-system przerwań,
-ochrona przestrzeni adresowych
-synchronizacja procesów
MNEMONIKA skrótowy zapis instrukcji
DYREKTYWA polecenie dla programu tłumaczącego mnemoniki na kod maszynowy
Podstawowa róznica pomiedzy prostownikiem Graetza a klasycznymdwupolówkowym jest liczbauzytych diod oraz liczba uzwojen wtórnych. Wprawdzie osiagany rezultat jest identyczny, jesli chodzi
o napiecie wyjsciowe, jednak w prostowniku dwupolówkowym okupione to jest koniecznoscianawiniecia dwóch identycznych uzwojen wtórnych. A miedz jest ciezka! O wiele ciezsza niz dwiedodatkowe diody wymagane w ukladzie Graetza. Prostownik wykorzystujacy uklad Graetza wazymniej, ale i tak jest ciezki. Wrócmy jednak do ksztaltu napiecia wyjsciowego. Jest dwa razy lepiej, niz
bylo, ale chyba nie musze nikogo przekonywac, ze ciagle pulsacje napiecia zasilajacego nie sa cechakorzystna, a do tego co pól okresu T spada ono do zera! Na szczescie istnieje proste lekarstwo na teniedogodnosc: filtr dolnoprzepustowy.
Ad5. Modulacja cyfrowa (kluczowanie)
ELEKTRONIKA
Jest najstarszą techniką modulacji. Powstała gdy pojawił się problem kodowania znaków do postaci
nadającej się do przesłania.
Samuel Morse opracował system kodowania znaków alfabetu w postaci serii krótkich (kropka) lub
długich (kreska) impulsów.
Najpopularniejsze techniki kluczowania:
ASK -(ang. Amplitude Shift Keying) kluczowanie amplitudy
QAM -(ang. Quadrature Amplitude Modulation)
FSK -częstotliwościowe (ang. Frequency-Shift Keying)
BPSK -fazowe
Systemy szerokopasmowe
DSSS -(ang. Direct Sequence Spread Spectrum) systemy z bezpośrednim rozpraszaniem widma
FHSS -(ang. Frequency Hopping Spread Spectrum) systemy szerokopasmowe ze skakaniem po
częstotliwościach
Pulsed-FM
OFDM -(ang. Ortogonal Frequency Division Multiplexing) nazywany też DMT (ang. discrete multitone
modulation)
CDMA -(ang. Code Division Multiple Access) -telefonia komórkow
Glówna róznica pomiedzy nimi polega na sposobie sterowania. Tranzystory bipolarne sterowane sapradowo a unipolarne napieciowo. Inna róznica jest sam proces przewodnictwa, w tranzystorachpolowych biora udzial nosniki jednego rodzaju (elektrony lub dziury), natomiast w tranzystorach bipolarnych oba nosniki jednoczesnie
Podstawowym elementem różnicującym architektury układów CPLD i FPGA jest złożonośćelementów logicznych. W przypadku CPLD są to bloki funkcjonalne, a w układach FPGA - elementylogiczne o mniejszych możliwościach funkcjonalnych. Kolejnym wyróżnikiem jest sposóbgenerowania funkcji logicznych. W układach CPLD podstawowe funkcje realizowane są za pomocąmatryc AND-OR implementowanych w blokach PAL, a w układach FPGA używa się do tego celu tablicLUT (ukł. matrycowe) lub multiplekserów (ukł. kanałowe). Większa liczba uniwersalnych elementówlogicznych w układach FPGA powoduje ich dużą elastyczność w wielu zastosowaniach Uklady CPLD sa odpowiednie do realizacji zlozonych funkcji logicznych, których podstawe stanowiailoczynowe skladniki sumy. Do takich zastosowan zaliczyc mozna: interfejsy, szyny, komparatory,
szyfratory, automaty skonczone. W ukladach CPLD makrokomórki sa zwiazane bezposrednio zzewnetrznymi wyprowadzeniami wejscia - wyjscia. Stad tez bezposrednie sterowanie
wyprowadzeniami wyjsciowymi jest dosc proste. Natomiast w ukladach FPGA do sterowaniazewnetrznymi wyprowadzeniami niezbedne jest uzycie elementu logicznego oraz zasobów kanalów
trasowania.
Zlaczem p-n nazywamy styk obszarów o róznym typie przewodnictwa wytworzony w obrebie tegosamego materialu pólprzewodnikowego. Zlacze takie otrzymuje sie przez odpowiednierozmieszczenie domieszek. Domieszkowanie w sposób istotny zmienia wlasnosci pólprzewodnika,nawet jesli atomy domieszek stanowia niewielki procent liczby wszystkich atomów. Domieszkipowoduja powstanie dodatkowych poziomów energetycznych w strukturze pasmowej, zwykle wprzerwie wzbronionej miedzy pasmem podstawowym i pasmem przewodnictwa.
Prawo Moore'a - prawo empiryczne, polegajace na obserwacji, ze ekonomicznie optymalna liczbatranzystorów w ukladzie scalonym w kolejnych latach posiada trend wykladniczy (podwaja sie wniemal równych odcinkach czasu).
Licznik elektroniczny - uklad cyfrowy, którego zadaniem jest zliczanie wystapien sygnalu zegarowego.Licznik zlozony najczesciej z kilku przerzutników (patrz rysunek). Dzialanie licznika cyfrowego opierasie najczesciej na ukladzie dzielnika czestotliwosci
Parametry wzmacniacza
•impedancja wejściowa
•wzmocnienie
-napięciowe,
-prądowe,
-mocy
•impedancja wyjściowa
•sprawność
•pasmo przenoszenia
Wzmacniacz odwracajacy
Wzmacniacz odwracajacy z regulacja wzmocnienia
Wzmacniacz odwracajacy z liniowa regulacja wzmocnienia
Wzmacniacz nie odwracajacy
Wzmacniacz nie odwracajacy z regulacja wzmocnienia
Wtórnik napieciowy
Sterowane zródlo pradowe
Rodzaje diod:
. •prostownicze,
•detekcyjne,
Schotkiego,
•tunelowe,
Zenera
•o przebiciu lawinowym
Diody stabilizujace
Generator Colpittsa zbudowany jest z jednostopniowego wzmacniacza
pracujacego w konfiguracji WE (wspólnego emitera) z petla sprzeSenia
zwrotnego zawierajaca obwód rezonansowy L,C1,C2, w którym pojemnosc
jest podzielona na dwie czesci C1 i C2 (stad nazwa - generator z dzielona
pojemnoscia). Punkt B rozdzielajacy Kondensatory polaczony jest do
masy
magistrala danych
wejscia-wyjscia (I/O),
wewnetrzne rejestry,
magistrala adresowa.
Zasilacz
uklad dostarczajacy energie elektryczna dla urzadzenia,
przeksztalcajacy energie zródla do wymaganego przez urzadzenie sposobu zasilania
•zródla
-siec energetyczna,
-baterie, akumulatory,
-ogniwa fotowoltaniczne,
•sposoby zasilania
-napiecie stale,
-prad staly,
-napiecie zmienne.
CMOS (ang. Complementary MOS) - technologia wytwarzania ukladów scalonych, glówniecyfrowych, skladajacych sie z tranzystorów MOS o przeciwnym typie przewodnictwa i polaczonych wtaki sposób, ze w ustalonym stanie logicznym przewodzi tylko jeden z nich. Dzieki temu ukladstatycznie nie pobiera zadnej mocy (pomijajac niewielki prad wylaczenia tranzystora), a prad zezródla zasilania plynie tylko w momencie przelaczania - gdy przez bardzo krótka chwile przewodza
jednoczesnie oba tranzystory. Tracona w ukladach CMOS moc wzrasta wraz z czestotliwoscia przelaczania, co wiaze sie z przeladowywaniem wszystkich pojemnosci, szczególnie pojemnosci
obciazajacych wyjscia.
Pólprzewodnik samoistny jest to pólprzewodnik, którego material jest idealnie czysty, bez zadnychzanieczyszczen struktury krystalicznej. Koncentracja wolnych elektronów w pólprzewodnikusamoistnym jest równa koncentracji dziur.
Przyjmuje sie, ze w temperaturze zera bezwzglednego (0 K= -273 stopni Celsjusza) w pasmieprzewodnictwa nie ma elektronów, natomiast w temperaturach wiekszych ma miejsce generacja parelektron-dziura; im wyzsza temperatura, tym wiecej takich par powstaje.
Pólprzewodniki samoistne maja malo ladunków swobodnych (co objawia sie duza rezystywnoscia),
dlatego tez stosuje sie domieszkowanie. Materialy uzyskane przez domieszkowanie nazywaja sie
pólprzewodnikami niesamoistnymi lub pólprzewodnikami domieszkowanymi.
Domieszkowanie polega na wprowadzeniu i aktywowaniu atomów domieszek do struktury krysztalu.Domieszki sa to atomy pierwiastków, które nie wchodza w sklad pólprzewodnika samoistnego. Naprzyklad domieszka krzemu (Si) w arsenku galu (GaAs). Poniewaz w wiazaniach kowalencyjnychbierze udzial ustalona liczba elektronów, zamiana któregos z atomów struktury na odpowiedni atom
domieszki powoduje wystapienie nadmiaru lub niedoboru elektronów.
Przylozone do bramki napiecie wywoluje w krysztale dodatkowe pole elektryczne, które wplywa narozklad nosników pradu w kanale. Skutkiem tego jest zmiana efektywnego przekroju kanalu, co objawia sie jako zmiana oporu dren-zródlo.
Charakterystyka czestotliwosciowa opisuje odpowiedz
ukladu na wymuszenie harmoniczne (sinusoidalne) o czestotliwosci zmieniajacej sie w okreslonym
zakresie (charakter fizyczny sygnalu wejsciowego i wyjsciowego moze byc rózny).
Parametry generatorów
•czestotliwosc drgan
•stalosc czestotliwosci
-bezwzgledna,
-wzgledna,
-w czasie T, (dryft)10-6-10-13 [Hz/rok]
•zawartosc harmonicznych
•moc
Liczby reprezentowane sa z uzyciem dwóch symboli „0” i „1” oraz wybranego systemu kodowania
wartosci
Binarny prosty
np.:10101000 →168
U2
n -liczba pozycji zapisu dopisac wzroyyyy
uzywany do zapisu liczb ujemnych w systemach mikroprocesorowych
Szesnastkowy (heksadecymalny)
ci →(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F)
ulatwia operacje na wielocyfrowych liczbach binarnych -kazda tetrada=cyfra
BCD
binarnie zakodowane cyfry dziesietne
cykl maszynowy czas przetworzenia jednego slowa przez procesor
•cykl rozkazowy zbiór cykli maszynowych wymaganych do wykonania rozkazu jezeli rozkaz sklada sie
z jednego slowa to cykl rozkazowy pokrywa sie z cyklem maszynowym
Rysunekkk
P -pobranie kodu,
D -dekodowanie,A -pobranie argumentów,
W -wykonanie rozkazu,Z -zapis wyniku.