Uvod u digitalna elektronicka kola.
-
Upload
sasa-savic -
Category
Documents
-
view
72 -
download
7
description
Transcript of Uvod u digitalna elektronicka kola.
![Page 1: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/1.jpg)
Logička kola• čime se bavi digitalna elektronika• osnovna logička kola• tehnologije logičkih kola• kombinaciona logička kola• univerzalni logički elementi
![Page 2: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/2.jpg)
Čime se bavi digitalna elektronika?Digitalna elektronika se bavi digitalnim sistemima i digitalnim kolima. Digitalni sistem i digitalna kola obrađuju digitalne signale. Digitalni signali nose informaciju o diskretizovanoj veličini.
Analogni signali( Umin ÷Umax; fmin÷fmax )Za signal koji je kontinualan po amplitudi u vremenu kaže se da je analogni signal.Nosi informaciju o kontinualnoj veličini koja u nekom trenutku može imati bilo koju vrednost iz opsega.
![Page 3: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/3.jpg)
Impulsni signaliImpulsni signal je po teorijskoj definiciji signal koji ima trenutnu promenu
Digitalni signaliDigitalni binarni signal je impulsni signal koji u nekom vremenskom trenutku-intervalu predstavlja informaciju koja ima jednu od dve diskretne vrednosti.
![Page 4: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/4.jpg)
Prednosti digitalnih signala
Imunost informacije na smetnje; Laka realizacija kola za obradu i prenos digitalnih signala; Laka realizacija kola za čuvanje (memorisanje) informacija predstavljenih digitalnim signalima; Mogućnost regenerisanja digitalnih signala i informacija predstavljenih digitalnim signalima.
![Page 5: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/5.jpg)
Osnovna logička kolaLogički nivoi
Osnovna karakteristika digitalnih elektronskih kola su logički nivoi signala koji se pojavljuju na njihovim ulazima i izlazima. Binarna logika podrazumeva dva stanja koja se nazivaju logičkom jedinicom i logičkom nulom. U električnom smislu, to znači da se na ulazu/izlazu kola mogu pojaviti samo dva signala, odnosno dva naponska nivoa. Naponski nivo koji odgovara logičkoj nuli naziva se nizak naponski nivo VL, a onaj koji odgovara logičkoj jedinici visok naponski nivo VH.
![Page 6: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/6.jpg)
Impulsna pobuda kola
![Page 7: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/7.jpg)
Prednja i zadnja ivica
tr je vreme porasta prednje ivice tf je vreme opadanja zadnje ivice
![Page 8: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/8.jpg)
Realni impuls
Povorka periodičnih impulsa
![Page 9: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/9.jpg)
Povorka neperiodičnih impulsa
InvertorTablica istinitosti i logička funkcija
![Page 10: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/10.jpg)
Prenosna karakteristika
Margine šuma određuju granice tolerancije invertora na promene nivoa ulaznog signala, što znači da je:VOL – Napon koji definiše stanje logičke nule na izlazu;VOH – Napon koji definiše stanje logičke jedinice na izlazu;VIL – Najviši napon za koji je ulaz u stanju logičke nule;VIH – Najniži napon za koji je ulaz u stanju logičke jedinice.
![Page 11: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/11.jpg)
Prenosna karakteristika idealnog invertora je:
![Page 12: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/12.jpg)
Propagaciono kašnjenje
![Page 13: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/13.jpg)
Disipacija snage
Predstavlja proizvod između vrednosti napona napajanja VDD i srednje vrednosti struje koja protiče kroz kolo:
pri čemu su IDL i IDH struje kada se izlaz invertora nalazi u stanju logičke nule i jedinice, respektivno.Proizvod između propagacionog kašnjenja i disipacije snage SPP (speed-power product) određuje performanse logičkog kola:
![Page 14: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/14.jpg)
I i NI kolo
ILI i NILI kolo
![Page 15: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/15.jpg)
Isključivo ILI i isključivo NILI kolo
![Page 16: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/16.jpg)
Tehnologije logičkih kola
CMOS i TTL kola CMOS logička kola TTL logička kola
• CMOS (Complementary MOS)• DTL (Diode-Transistor Logic)• TTL (Transistor-Transistor Logic)• STTL (Schottky TTL)• ECL (Emitter-Coupled Logic)• BiCMOS (Bipolar-CMOS)
![Page 17: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/17.jpg)
CMOS i TTL kola
CMOS logička kola se proizvode u verzijama sa sledećimnaponima napajanja: 5V 3.3V 2.5V 1.2V
Logički nivoi 5V CMOS kola: Logički nivoi 3.3V CMOS kola:
![Page 18: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/18.jpg)
Logički nivoi TTL kola: Margine šuma
Zavisnost disipacije snage od učestanosti:
![Page 19: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/19.jpg)
Fan-outBroj opteretnih kola koja se mogu vezati na izlaz pobudnog kola bez narušavanja njegovih performansi
Opterećenje CMOS logičkih kola
![Page 20: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/20.jpg)
Opterećenje TTL logičkih kola:
![Page 21: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/21.jpg)
CMOS logička kola
CMOS invertor CMOS NI kolo
![Page 22: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/22.jpg)
CMOS NILI kolo
![Page 23: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/23.jpg)
TTL logička kola
DTL NI kolo
![Page 24: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/24.jpg)
Kada su viA i viB na nivou logičke nule, diode DA i DB su direktno polarisane preko otpornika R1 i izvora VCC. Ako je viA = viB =0.1V, tada je v1 =0.8V. Diode D1 i D2 ne vode jer, da bi vodile, napon vB treba da bude -0.6V, što nije moguće u kolu. Pošto je vB = 0, tranzistor Q0 je zakočen, pa je na izlazu logička jedinica, tj. napon VCC.
Kada su viA i viB na nivou jedinice (VCC), diode DA i DB ne vode.Diode D1 i D2 su direktno polarisane preko otpornika R1 i izvoraVCC. Tranzistor Q0 je u zasićenju (što se podešava otpornikomRC), pa je na izlazu logička nula, tj. napon VCE(sat).
Otpornik RB naziva se pull-down otpornik i služi da ubrzaprelazak tranzistora iz zasićenja u zakočenje, odvođenjemnagomilanih manjinskih nosilaca iz baze. Ovaj otpornikobezbeđuje provodni put za inverznu struju baze. Nedostatak ješto, kada tranzistor vodi, ovaj otpornik smanjuje struju baze.
![Page 25: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/25.jpg)
TTL invertor
Kada je ulaz na nivou logičke jedinice, spoj BE tranzistora Q1 je inverzno polarisan, a spoj BC je direktno polarisan. Struja teče preko otpornika R1 i spoja BC tranzistora Q1 u bazu tranzistora Q2, vodeći ga u zasićenje. Time je uključen tranzistor Q3, pa je na izlazu logička nula. U isto vreme, napon na kolektoru tranzistora Q2 je dovoljno nizak da tranzistor Q4 bude u zakočenju.
![Page 26: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/26.jpg)
Dioda D1 služi da spreči pojavu naponskih premašenja prilikom promena napona na ulazu i time štiti tranzistor Q1. Dioda D2 obezbeđuje da tranzistor Q4 bude isključen.
Kada je ulaz na nivou logičke nule, spoj BE tranzistora Q1 jedirektno polarisan, a spoj BC je inverzno polarisan. Struja teče preko otpornika R1 i spoja BE tranzistora Q1 prema ulazu, tako da je tranzistor Q2 zakočen. Time je zakočen i tranzistor Q3.Napon na kolektoru tranzistora Q2 je dovoljno visok datranzistor Q4 bude u zasićenju, pa je na izlazu logička jedinica.
![Page 27: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/27.jpg)
Kombinaciona logička kolaOsnovna kombinaciona logička kolaI-ILI kolaDirektna implementacija SOP (Sum Of Products) izraza
I-ILI-Invertovana kolaImplementacija POS (Product Of Sum) izraza
![Page 28: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/28.jpg)
Isključivo ILI kola
Isključivo NILI kola
![Page 29: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/29.jpg)
Univerzalni logički elementiNI kolo kao univerzalni logički element
![Page 30: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/30.jpg)
NILI kolo kao univerzalni logički element
![Page 31: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/31.jpg)
NI logika
![Page 32: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/32.jpg)
NI logika sa dualnim simbolimaSvi logički dijagrami u NI logici treba da budu nacrtani tako da je svako kolo predstavljeno ili NI simbolom ili ekvivalentnim negativnim ILI simbolom.
![Page 33: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/33.jpg)
NILI logika
![Page 34: Uvod u digitalna elektronicka kola.](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061503/563dbb52550346aa9aac203c/html5/thumbnails/34.jpg)
NILI logika sa dualnim simbolimaSvi logički dijagrami u NILI logici treba da budu nacrtani tako da je svako kolo predstavljeno ili NILI simbolom ili ekvivalentnim negativnim I simbolom.