Руденко Алексей Владимирович заведующий лабораториями кафедры АКиД Курс :

каждого семестра – экзамен.

В текущем семестре 2 контрольных работы.

ISBN 978-5-94836-124-6

Бабич Н. П., Жуков И. А.
Компьютерная схемотехника. Методы построения

и проектирования: Учебное пособие. – К.: "МК-Пресс", 2004. – 576 е., ил. ISBN 966-96415-2-7

Точчи, Рональд, Дж., Уидмер, Нил, С.
Цифровые системы. Теория и практика, 8-е издание. : Пер. с англ. – М. : Издательский дом "Вильяме", 2004. – 1024 с. : ил. – Парал. тит. англ. ISBN 5-8459-0586-9 (рус.)

Новиков Ю. В.
Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. – М.: Мир, 2001. – 379 е., ил. – (Современная схемотехника). ISBN 5-03-003449-8

Музылева И.В.
Элементная база для построения цифровых систем управления Москва:
Техносфера, 2006. – 144с. ISBN 5-94836-099-7

Интернет: ИНТУИТ – Интернет университет

Ю.В. Новиков Введение в цифровую схемотехнику
http://www.intuit.ru/department/hardware/digs/

И.В. Музылева. Основы цифровой техники | ISBN: 978-5-9556-0123-6
http://www.intuit.ru/department/hardware/basdigtech/

и цепи формирования управляющих сигналов устройств ввода-вывода. Лабораторный практикум по

курсу «Вычислительная техника». – Обнинск: ИАТЭ, 2007. – 80с

Руденко А.В., Белоусов П.А., Никитин И.С. Комбинационная схемотехника. Лабораторный практикум по курсу «Вычислительная техника». – Обнинск: ИАТЭ, 2007. – 80с.

Программное обеспечение:
Electronics Workbench – EWB v5.12
Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Лабораторный практикум на базе Electronics Workbench 3-е или 5-е издание. Москва. СОЛОН-Пресс 2003(2004) г.
NI Multisim – v10.0
Labcenter Electronics – Proteus VSM – v7.4

Напряжение между двумя точками – это энергия (или работа), которая

затрачивается на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом.

Кулон – единица измерения электрического заряда равен ~ 6·1018 электронов.

Единица измерения напряжения – Вольт.

Для перемещения заряда величиной 1 кулон между точками имеющими разность потенциалов 1 вольт, необходимо совершить работу 1 джоуль.

Условное обозначение – U иногда Е.
Напряжение всегда измеряется между двумя точками!

Обычно напряжение измеряют в:

Вольтах – (В)
Милливольтах – (мВ) = 10-3 В;
Микровольтах – (мкВ) = 10-6 В;
Киловольтах – (кВ) = 103 В;
Мегавольтах – (МВ) = 106 В;

электрического заряда в точке.

Единица измерения – Ампер.

Ток величиной 1 Ампер

создаётся перемещением заряда величиной 1 кулон за время, равное 1 секунде.

Условились считать, что ток в замкнутой цепи протекает от точки с более положительным потенциалом к точке с более отрицательным потенциалом.
Но электрон как носитель заряда перемещается нв противоположном направлении.

Ток всегда измеряется в точке.

Обычно ток измеряют в:

Амперах – (А);
Миллиамперах – (мА) – 10-3 А;
Микроамперах – (мкА) – 10-6 А;
Наноамперах – (нА) – 10-9 А;
Пикоамперах – (пА) – 10-12 А;
Килоамперах – (кА) – 103 А;

света, сила тока и т.д.), изменяющаяся со временем.
Электрический сигнал

— электрическая величина (например, напряжение, ток, мощность), изменяющаяся со временем.
Аналоговый сигнал — может принимать любые значения в определенных пределах. Устройства, работающие с аналоговыми сигналами называются аналоговыми устройствами. Аналоговый сигнал изменяется аналогично физической величине, т. е. непрерывно.
Цифровой сигнал — может принимать только два значения. Причём разрешены некоторые (заранее оговоренные) отклонения от этих значений Устройства, работающие с цифровыми сигналами называются цифровыми устройствами.

и детерминированные;
структуре временного изменения – непрерывные и дискретные;
роли переданной информации

в компьютеры – адреса, данные и управления;
особенностям спектрального представления – низкочастотные и высокочастотные, узкополосные и широкополосные;
способу преобразования – кодированные, декодированные, усиленные, дискретизированные и т.д.;
принадлежности к виду связи – телеграфные, телефонные, радиолокационные, междумашинные и внутримашинные;
характеру изменения кодированных сигналов в синхронизированные моменты времена – потенциальные и импульсные.

Наиболее распространенными способами представления сигналов являются:

временной,
спектральный,
статистический.

от соответствующих датчиков в виде электрических сигналов, которые непрерывно изменяются

во времени.
Различают следующие разновидности сигналов, описываемых временной функцией y(t).

Непрерывная функция непрерывного аргумента в интервале времени
0 ≤ t ≤ tk

описывает непрерывные (аналоговые) сигналы

ряд чисел уi i = 1,2, ..., к. Значение аргумента

может быть любым в заданном интервале времени 0 ≤ t ≤ tk. Преобразование непрерывной функции y(t) в дискретное множество значений уi, называется квантованием по уровню.

К дискретно-непрерывным функциям относят также:
время-импульсное представление первичного сигнала y(t) прямоугольными импульсами с непрерывным информативным параметром tii/T (скважность), где ti – длительность импульсов, пропорциональная значению сигнала;Т – период повторения импульсов.

дискретном множестве ti i = 1,2, ...,к. Функция y(ti) может

принимать любые значения в заданном диапазоне. Преобразование функции y(t) непрерывного аргумента t в функцию y(ti) дискретного аргумента t, называется дискретизацией (квантованием) во времени.

К дискретно-непрерывным функциям относят также:
число-импульсное представление – информативным параметром является количество импульсов за период.

дискретные ряды чисел у0, у1 ..., ук и t0, t1

..., tk.

Совместное применение дискретизации и квантования позволяет преобразовывать непрерывную функцию в чисто дискретную.

Описывает чисто дискретные сигналы

сигналы способные принимать два хорошо различимых значения представленных напряжением (током)

высокого или низкого уровня, отсутствием или наличием в заданный момент времени электрического импульса, противоположные по знаку значения магнитной индукции и т.п.

любым электронным компонентом);
Наводки, помехи (сигналы, вызываемые внешними электромагнитными полями —

радиопередача, трансформаторы, взаимовлияние цепей и т.д.);
Старение элементов — изменение внутренних характеристик элементов со временем;
Внешние физические воздействия: температура, влажность, давление, вибрация и т.д.
Паразитные эффекты (токовые утечки, паразитные ёмкости, индуктивности, сопротивления).

без потерь с возможностью многократного копирования без искажений;
Поведение цифровых устройств

всегда можно точно рассчитать и предсказать;
Цифровые устройства проще проектировать, отлаживать, тестировать, на них меньше сказываются эффекты старения;

аналоговых сигналов;
Принципиально меньшее предельное быстродействие цифровых устройств по сравнению с

аналоговыми;
Информационная ёмкость цифрового сигнала гораздо меньше, чем аналогового, поэтому для замены одного аналогового сигнала требуется несколько цифровых сигналов (от 4 до 16) — т.е. требуется введение кодирования (математическая обработка);
Для связи с реальным миром требуются преобразователи аналоговых сигналов в цифровые (на входе, АЦП) и цифровых сигналов в аналоговые (на выходе, ЦАП);
Даже при простом алгоритме обработки непрерывных сигналов цифровые устройства гораздо сложнее аналоговых.

логическому нулю — низкий уровень напряжения;
Отрицательная логика — логической единице

соответствует низкий уровень напряжения, логическому нулю — высокий уровень напряжения.


Типы логики относятся к кодам (шинам).
Одиночные сигналы (импульсы) называются положительными (единичными) или отрицательными (нулевыми).

прибор или комплекс производящий обработку (преобразование) информации.

момент времени выполнения операции).
Сгруппированные (шинные) цифровые сигналы (коды):
Коды выборок аналоговых

сигналов;
Коды адресации устройств (выбора нужного устройства);
Коды команд (инструкций);
Коды данных.

функций, выполнение которых требуется от электронной системы;
Быстродействие – показатель скорости

выполнения поставленной перед электронной системой задачи;
Гибкость – способность электронной системы подстраиваться под выполнение различных задач;
Избыточность – показатель степени соответствия возможностей системцы для решения поставленной перед системой задачи;
Интерфейс (сопряжение) – соглашение об обмене информацией или правила обмена информацией, подразумевающие электрическую, логическую и конструктвную совместимость устройств участвующих в обмене.

обрабатываемого сигнала, характеризуется максимальным быстродействием, малым потреблением электроэнергии, малой стабильностью

параметров, сложностью и дороговизной изготовления, эксплуатации и ремонта.
Цифровая схемотехника – предназначена для работы с дискретным представлением обрабатываемого сигнала, обладает прекрасной повторяемостью рабочих параметров, надёжностью, относительной дешевизной изготовления и эксплуатации. Характеризуется меньшим быстродействием по сравнению с аналоговой схемотехникой.

каждый момент жёстко определяются входными сигналами и это соответствие не

может быть изменено);
Устройства с программируемым алгоритмом работы (соответствие выходных сигналов входным сигналам может быть изменено программой — набором управляющих кодов).

Устройства с жёсткой логикой быстрее, проще для простых функций, сложнее в разработке.
Устройства с программируемой логикой медленнее, проще для сложных функций, проще в разработке.

памяти цифровые схемы делятся на два класса:
Автоматы без памяти –

комбинационные схемы.
Автоматы с памятью – последовательностные схемы.

В комбинационных схемах выходные сигналы определяются только комбинацией входных сигналов, действующих на рассматриваемом интервале времени.
В последовательностных схемах наличие элементов памяти обуславливает зависимость выходных сигналов от входных не только на данном временном интервале, но и в зависимости от предыстории изменения входных сигналов, т.е. от последовательности смены входных сигналов в предыдущие моменты времени.