Бесплатная техническая библиотека

Цифровая интегральная микросхема. Радио - начинающим

Справочник / Радио - начинающим

Комментарии к статье

Что представляет собой современная цифровая интегральная микросхема? Миниатюрный электронный блок, содержащий в своем корпусе электрически соединенные по определенной схеме транзисторы, диоды, резисторы и другие активные и пассивные элементы, общее число которых может достигать несколько десятков и даже сотен тысяч! В зависимости от этого числа различают микросхемы малой и средней степеней интеграции, большие и сверхбольшие микросхемы. Цифровые микросхемы малой степени интеграции могут содержать до 100, а сверхбольшие -100 тыс. и более активных и пассивных элементов.

Одна микросхема может выполнять функцию целого блока измерительного прибора, микрокалькулятора, устройства автоматического управления производственным процессом, узла электронной вычислительной машины (ЭВМ). К примеру, "механизм"наручных электронных часов, индицирующих текущее время в часах, минутах и секундах, дни недели и месяцы, работающих одновременно и как секундомер, будильник, а иногда еще и как микрокалькулятор, состоит всего лишь из одной специально разработанной большой микросхемы. Благодаря цифровым микросхемам современные компьютеры, как все чаще стали называть ЭВМ, по сравнению со своими "предками"в 300 тыс. раз меньше по размерам, по работают в 10 тыс. раз быстрее, к тому же надежнее и энергии потребляют значительно меньше.

В основу описания и логики действия цифровых микросхем положена двоичная система счисления, построенная всего на двух цифрах - единице (1) и нуле (0). Отсюда и обобщенное название логических элементов, триггеров, счетчиков импульсов и многих других интегральных микросхем и создаваемых на их базе всевозможных приборов и устройств - цифровые. Эти две цифры двоичной системы счисления позволяют записывать и "запоминать"практически любые числа. Например, число 25 привычной нам десятичной системы счисления, записанное в двоичной системе счисления, выглядит так: 11001. Здесь каждая позиция числа, которая может быть представлена в виде электрических импульсов, соответствует одному из двух логических состояний - логической 1 или логическому 0. Особенно удобной такая система кодирования информации оказалась для программирования и работы ЭВМ.

Относительно электрических сигналов, несущих ту или иную цифровую информацию, двоичная система счисления также соответствует двум состояниям или двум условным электрическим уровням: высокому, т, е. более положительному, и низкому - менее положительному (кулевому ила даже отрицательному) напряжению. Если напряжение высокого уровня рассматривать как логическую 1, а напряжение низкого уровня - как логический 0, то такую логику называют положительной. При отрицательной логике, наоборот, напряжение высокого уровня принимают за логический О, а низкого уровня - за логическую 1. В этой книге рассматриваются только микросхемы с положительной логикой.

Но на практике невозможно выполнить условие, при котором бы все цифровые сигналы имели одинаковые уровни напряжения. Поэтому, учитывая возможные допуски, свойства цифровых микросхем, электрические импульсы, несущие информацию, характеризуют некоторыми интервалами напряжения. Так, например, для микросхем серий К155, К133 для низкого уровня, соответствующего логическому 0, принято напряжение сигналов от 0 до 0,4 В, т. е. не более 0,4 В, а высокого, соответствующего уровню логической 1, - не менее 2,4 В и не более напряжения их питания, на которое они рассчитаны, - 5В. Для микросхем других серий эти границы уровней могут быть несколько меньшими или, наоборот, большими, но неизмененными для каждой серии.

Большая часть опытов, экспериментов, различных приборов и устройств, описанных в этой книге, рассчитана на использование в них преимущественно микросхем серий К155 и К176-именно их радиолюбители наиболее широко применяют в конструируемых ими генераторах, игровых и сигнализирующих автоматах, электронных часах, измерительных приборах, в том числе с цифровым отсчетом результатов измерения или времени. Подобные устройства и приборы предстоит конструировать и вам.

Однако практическое ознакомление с основами цифровой техники следует, мы считаем, начинать с микросхем серии К155, как наиболее доступных радиолюбителям и, что не менее важно, не требующих особых предосторожностей при работе с ними.

В серию К155 входит около 100 микросхем разных степени интеграции и функционального назначения. Это различные триггеры, счетчики импульсов, преобразователи цифровых кодов, дешифраторы и т. д. Основой же многих из них служат так называемые логические элементы - электронные устройства, реализующие простейшие функции алгебры логики. С них мы и начинаем знакомить вас с устройством и работой цифровых микросхем.

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Отраженный от планеты свет покажет ее обитаемость 09.03.2012 Три астронома из Чили, Британии и Испании нашли способ определять присутствие жизни на экзопланетах. Эту возможность они обнаружили, наблюдая за отраженным от Луны светом Земли. Ученые доказали, что даже в этом слабом отражении можно найти сильные сигналы, свидетельствующие о протекающих здесь биологических процессах. На сегодня открыто 760 экзопланет. Тяга ученых к охоте за ними объясняется не только чисто научным интересом, но и попытками найти следы жизни, которые можно "вытащить" из света, идущего от них. Здесь много могут дать спектроскопические измерения - обнаружив, скажем, по линиям поглощения или испускания молекулярный кислород или метан в больших количествах, можно уже говорить о признаках жизни. Главная помеха здесь - свет самой звезды, его очень трудно отделить от того же света, отраженного от планеты и намного более слабого. Эта задача трудная, но решаемая, и одно из решений предложило упомянутое трио астрономов - Майкл Стержик из Европейской Южной обсерватории (Чили), Стефано Бангуло из обсерватории Армаг (Британия) и Энрик Палле из Института астрофизики на Канарских островах. Дело в том, что отраженный свет всегда поляризован, а собственный свет звезды не имеет поляризации. На этот счет существует специальная оптическая техника под названием спектрополяриметрия, с ее помощью свет звезды можно вычленить. Именно этим и занимались ученые на "Очень Большом Телескопе" (VLT) в Чили два дня в прошлом году, один в апреле, другой в июне, когда VLT по графику должен был наблюдать за Луной. Они сосредоточились на спектре 500-900 нм, соответствующем видимому свету и самой близкой к нему инфракрасной части. Луна по ночам отражает в основном солнечный свет, но оба дня поляризация была очень сильной - около 10%. Изучая поляризованную часть света, ученые обнаружили узкий пик на длине волны 760 нм, соответствующий присутствию молекулярного кислорода, который в больших количествах выделяется только во время фотосинтеза растений. Еще одну подпись растения оставили на красном краю спектра, на длине около 700 нм - резкий и глубокий провал в этом месте означал присутствие большого количества растительности, которая интенсивно поглощает солнечный свет такой частоты. Иначе говоря, наличие растительности на экзопланете можно определить и с Земли. Сегодня, к сожалению, возможности спектрополяриметрии ограничены лишь наблюдением за газовыми гигантами, да и то - это станет возможным лишь через несколько лет после соответствующего апгрейда самых мощных наземных телескопов. Настоящие поиски жизни на экзопланетах начнутся с 2019-го года, когда НАСА запустит специализированный космический телескоп New Worlds Mission, оснащенный всем необходимым для подобных исследований.

Другие интересные новости:

▪ Барабанное ОЗУ для квантового компьютера

▪ Электролюминесценция

▪ Разработан уникальный метод исследования генов

▪ Компактные подводные радиопередатчики

▪ SSD-накопители ADATA SR1010

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Электродвигатель. История изобретения и производства

▪ статья Проходит ли Солнце через 12 зодиакальных созвездий? Подробный ответ

▪ статья Столяр строительный. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Велоэлектростанция. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Индикатор электрического поля на аналоге ИПТ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025