Circuito integrado digital. Esquema, descrição

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Circuito integrado digital. Rádio - para iniciantes

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O que é um circuito integrado digital moderno? Uma unidade eletrônica em miniatura contendo em sua caixa transistores, diodos, resistores e outros elementos ativos e passivos conectados eletricamente de acordo com um determinado esquema, cujo número total pode chegar a várias dezenas e até centenas de milhares! Dependendo desse número, distinguem-se microcircuitos de graus de integração pequenos e médios, microcircuitos grandes e extragrandes. Os microcircuitos digitais de um pequeno grau de integração podem conter até 100 e extragrandes - 100 mil ou mais elementos ativos e passivos.

Um microcircuito pode desempenhar a função de uma unidade inteira de um instrumento de medição, uma microcalculadora, um dispositivo de controle automático para o processo de produção, um nó de um computador eletrônico (computador). Por exemplo, o "mecanismo" de um relógio de pulso eletrônico que mostra a hora atual em horas, minutos e segundos, dias da semana e meses, funcionando simultaneamente como cronômetro, despertador e às vezes também como microcalculadora, consiste em apenas um grande microcircuito especialmente projetado. Graças aos microcircuitos digitais, os computadores modernos, como os computadores são cada vez mais chamados, são 300 mil vezes menores em relação aos seus "ancestrais", mas funcionam 10 mil vezes mais rápido, além disso, são mais confiáveis e consomem muito menos energia.

A descrição e a lógica da ação dos microcircuitos digitais são baseadas em um sistema numérico binário, construído em apenas dois dígitos - um (1) e zero (0). Daí o nome generalizado de elementos lógicos, gatilhos, contadores de pulso e muitos outros circuitos integrados e todos os tipos de instrumentos e dispositivos criados em sua base - digital. Esses dois dígitos do sistema numérico binário permitem que você anote e "lembre" quase qualquer número. Por exemplo, o número 25 do sistema numérico decimal que nos é familiar, escrito em binário, tem a seguinte aparência: 11001. Aqui, cada posição do número, que pode ser representada como impulsos elétricos, corresponde a um dos dois estados lógicos - lógico 1 ou 0 lógico. Esse sistema de codificação de informações acabou sendo especialmente conveniente para a programação e operação de computadores.

No que diz respeito aos sinais elétricos que carregam esta ou aquela informação digital, o sistema numérico binário também corresponde a dois estados ou dois níveis elétricos condicionais: alto, ou seja, mais positivo, e baixo - tensão menos positiva (ou mesmo negativa). Se a tensão de alto nível for considerada como lógica 1 e a tensão de baixo nível como lógica 0, essa lógica é chamada de positiva. Com a lógica negativa, ao contrário, a tensão de nível alto é considerada como um O lógico e o nível baixo é considerado como um 1 lógico. Neste livro, apenas os microcircuitos lógicos positivos são considerados.

Mas na prática é impossível cumprir a condição sob a qual todos os sinais digitais teriam os mesmos níveis de tensão. Portanto, levando em consideração as possíveis tolerâncias, as propriedades dos microcircuitos digitais, os impulsos elétricos que transportam informações são caracterizados por determinados intervalos de tensão. Assim, por exemplo, para microcircuitos das séries K155, K133, para um nível baixo correspondente ao 0 lógico, a tensão do sinal é de 0 a 0,4 V, ou seja, não mais que 0,4 V, e um nível alto correspondente ao nível de lógica 1 não seja inferior a 2,4 V e não superior à tensão de alimentação para a qual foram projetados - 5V. Para microcircuitos de outras séries, esses limites de nível podem ser um pouco menores ou, inversamente, grandes, mas inalterados para cada série.

A maioria dos experimentos, experimentos, vários dispositivos e dispositivos descritos neste livro são projetados para usá-los principalmente com microcircuitos das séries K155 e K176 - são seus radioamadores que são mais amplamente utilizados nos geradores que projetam, máquinas de jogos e sinalização , relógios eletrônicos, instrumentos de medição, inclusive com contagem digital de resultados de medição ou tempo. Você terá que projetar dispositivos e dispositivos semelhantes.

No entanto, o conhecimento prático dos fundamentos da tecnologia digital deve, acreditamos, começar pelos microcircuitos da série K155, como os mais acessíveis aos radioamadores e, não menos importante, não exigindo cuidados especiais ao trabalhar com eles.

A série K155 inclui cerca de 100 microcircuitos de vários graus de integração e funcionalidade. São vários triggers, contadores de pulsos, conversores de código digital, decodificadores, etc. Muitos deles são baseados nos chamados elementos lógicos - dispositivos eletrônicos que implementam as funções mais simples da álgebra lógica. A partir deles, começamos a familiarizá-lo com o dispositivo e a operação dos microcircuitos digitais.

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