Введение в электронику. Микросхемы

Серия статей известного автора множества радиолюбительских публикаций  Дригалкина В.В.  для начинающих радиолюбителей

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Микросхемы

Микросхема (ИС – Интегральная Схема, ИМС – Интегральная Микросхема, чип или микрочип от английского Chip, Microchip) представляет собой целое устройство, содержащее в себе транзисторы, диоды, резисторы и другие, активные и пассивные элементы, общее число которых может достигать нескольких десятков, сотен, тысяч, десятков тысяч и более. Разновидностей микросхем достаточно много. Наиболее применяемые среди них – логические, операционные усилителиспециализированные.

Большая часть микросхем помещена в пластмассовый корпус прямоугольной формы с гибкими пластинчатыми выводами (см. Рис. 1), расположенными вдоль обеих сторон корпуса. Сверху на корпусе есть условный ключ — круглая или иной формы метка, от которой ведется нумерация выводов. Если на микросхему смотреть сверху, то отсчитывать выводы нужно против движения часовой стрелки, а если снизу — то в направлении движения часовой стрелки. Микросхемы могут иметь любое количество выводов.


В отечественной электронике (впрочем, в зарубежной тоже) особой популярностью среди микросхем пользуются логические, построенные на основе биполярных транзисторов и резисторов. Их еще называют ТТЛ-микросхемами (ТТЛ – Транзисторно-Транзисторная Логика). Название транзисторно-транзисторный возникло из-за того, что транзисторы используются как для выполнения логических функций, так и для усиления выходного сигнала. Весь их принцип работы построен на двух условных уровнях: низком или высоком или, что эквивалентно, состоянию логического 0 или логической 1. Так, для микросхем серии К155 за низкий уровень , соответствующий логическому 0, приняты напряжения от 0 до 0,4. В, то есть не более 0,4 В, а за высокий, соответствующий логической 1, – не менее 2,4 В и не более напряжения источника питания – 5 В, а для микросхем серии К176, рассчитанных на питание от источника, напряжением 9 В, соответственно 0,02. ..0,05 и 8,6. ..8,8 В.

Маркировка зарубежных ТТЛ-микросхем начинается с цифр 74, например 7400. Условные графические обозначения основных элементов логических микросхем показаны на Рис. 2. Там же приведены таблицы истинности, дающие представление о логике действия этих элементов.


Символом логического элемента И служит знак “&” (союз “и” в английском языке) , стоящий внутри прямоугольника (см. Рис.2). Слева — два (или больше) входных вывода, справа — один выходной вывод. Логика действия этого элемента такова: напряжение высокого уровня на выходе появится лишь тогда, когда сигналы такого же уровня будут на всех его входах. Такой же вывод можно сделать, глядя на таблицу истинности, характеризующую электрическое состояние элемента И и логическую связь между его выходным и входными сигналами. Так, например, чтобы на выходе (Вых.) элемента было напряжение высокого уровня, что соответствует единичному (1) состоянию элемента, на обоих входах (Вх. 1 и Вх. 2) должны быть напряжения такого же уровня. Во всех других случаях элемент будет в нулевом (0) состоянии, то есть на его выходе будет действовать напряжение низкого уровня.

Условный символ логического элемента ИЛИ — цифра 1 в прямоугольнике. У него, как и у элемента И, может быть два и больше входов. Сигнал на выходе, соответствующий высокому уровню (логической 1) , появляется при подаче сигнала такого же уровня на вход 1 или на вход 2 или одновременно на все входы. Проверьте эти логические взаимосвязи выходного и входного сигналов этого элемента по его таблице истинности.
Условный символ элемента НЕ — тоже цифра 1 внутри прямоугольника. Но у него один вход и один выход. Небольшой кружок, которым начинается линия связи выходного сигнала, символизирует логическое отрицание “НЕ” на выходе элемента. На языке цифровой техники “НЕ” означает, что элемент НЕ является инвертором, то есть электронным “кирпичиком”, выходной сигнал которого по уровню противоположен входному. Другими словами: пока на его входе присутствует сигнал низкого уровня, на выходе будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Об этом говорят и логические уровни в таблице истинности работы этого элемента.
Логический элемент И-НЕ является комбинацией элементов И и НЕ, поэтому на его условном графическом обозначении есть знак “&” и небольшой кружок на линии выходного сигнала, символизирующий логическое отрицание. Выход один, а входов два и больше. Логика работы элемента такова: сигнал высокого уровня на выходе появляется лишь тогда, когда на всех входах будут сигналы низкого уровня. Если хотя бы на одном из входов будет сигнал низкого уровня, на выходе элемента И-НЕ будет сигнал высокого уровня, то есть он будет в единичном состоянии, а если на всех входах будет сигнал высокого уровня — в нулевом состоянии. Элемент И-НЕ может выполнять функцию элемента НЕ, то есть стать инвертором. Для этого надо лишь соединить вместе все его входы. Тогда при подаче на такой объединенный вход сигнала низкого уровня на выходе элемента будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Это свойство элемента И-НЕ очень широко используется в цифровой технике.

Обозначение символов логических элементов (знаков “&” или “1”) применяется только в отечественной схемотехнике.

ТТЛ-микросхемы обеспечивают построение самых различных цифровых устройств, работающих на частотах до 80 МГц, однако их существенный недостаток – большая потребляемая мощность.


В ряде случаев, когда не нужно высокое быстродействие, а необходима минимальная потребляемая мощность, применяют КМОП-микросхемы, которые используются полевые транзисторы, а не биполярные. Сокращение КМОП (CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor) расшифровывается как Комплементарный Металло-Оксидный Полупроводник. Основная особенность микросхем КМОП – ничтожное потребление тока в статическом режиме – 0,1…100 мкА. При работе на максимальной рабочей частоте потребляемая мощность увеличивается и приближается к потребляемой мощности наименее мощных микросхем ТТЛ. К КМОП-микросхемам относятся такие известные серии, как К176, К561, КР1561 и 564.

В классе аналоговых микросхем выделяют микросхемы с линейными характеристиками – линейные микросхемы, к которым относятся ОУОперационные Усилители. Наименование “операционный усилитель” обусловлено тем, что, прежде всего такие усилители получили применение для выполнения операций суммирования сигналов , их дифференцирования, интегрирования, инвертирования и т.д. Аналоговые микросхемы выпускают, как правило, функционально незавершенными, что открывает широкий простор для радиолюбительского творчества.


Операционные усилители имеют два входа – инвертирующий и неинвертирующий. На схеме обозначаются минусом и плюсом соответственно (см. Рис.3). Подавая сигнал на вход плюс – на выходе получается неизменный, но усиленный сигнал. Подавая его на вход минус, на выходе получается перевернутый, но тоже усиленный сигнал.

При производстве радиоэлектронной продукции использование многофункциональных специализированных микросхем, требующих минимального количества внешних компонентов, позволяет значительно сократить время разработки конечного устройства и производственные затраты. К этой категории микросхем относятся чипы, которые предназначены для чего-то определенного. Например, существуют микросхемы усилителей мощности, стереоприемников, различных декодеров. Все они могут иметь совершенно разный вид. Если одна из таких микросхем имеет металлическую часть с отверстием, это означает, что ее нужно привинчивать к

радиатору.

Со специализированными микросхемами иметь дело куда приятнее, чем с массой транзисторов и резисторов. Если раньше для сборки радиоприемника необходимо было множество деталей, то теперь можно обойтись одной микросхемой.


Перейти к следующей статье: Микроконтроллеры



radio-stv.ru

Как читать радиосхемы. Основные обозначения. |

 

Для того чтобы собрать радиоэлектронное устройство по схеме необходимо уметь «читать» схемы. А как это делается, или с чего начать – расскажет вам наша статья. Здесь вы найдёте несколько простых примеров обозначения типичных радиоэлектронных компонентов. А также несколько не хитрых советов о том, как самому научится ориентироваться в схемах, и чертежах электрических цепей.

Обозначения элементов схемы:

Каждый радиоэлектронный элемент (резистор, конденсатор, трансформатор и т.д.) имеет  своё особое индивидуальное обозначение. Это обозначение наносится на чертёж схемы в соответствии со специальными стандартами.  Вам следует учесть тот факт что хоть элементная база может быть и одинаковой (одна страна-производитель) то обозначение элементов в схеме зависит от того какие стандарты действую в той стране где находится автор схемы – они могут несколько отличаться.

Однако не стоит отчаянно учить все эти обозначения и судорожно запоминать иностранные аналоги. Вам необходимо просто уметь пользоваться соответствующей справочной литературой. Как правило, обозначения электронных компонентов в доступной форме и свободном доступе изложены в справочниках по оформлению электронных схем. На рисунках № 1-8.

Рисунок №1 – Резистор и его обозначениеРисунок №2 – Конденсатор и его обозначениеРисунок №3 – Диод и транзистор и его обозначениеРисунок №4 – РКатушки индуктивности, трансформатор  и их обозначение
Рисунок №5 – Радиоэлектронные компоненты и его обозначениеРисунок №6 – Клеммы, батарейки и их обозначениеРисунок №7 – Кнопки и наушники и их обозначениеРисунок №8 – Тумблер и его обозначение

Для того чтобы грамотно читать электронные схемы вам необходимо просто иметь справочники в которых они расшифрованы.

P.S.: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые советы. Надеюсь, что хоть что-то вам пригодятся. Но это далеко не всё что возможно выдумать, так что дерзайте, и штудируйте сайт http://bip-mip.com/  

bip-mip.com

Основные обозначения на схемах

13

Микросхемы и их функционирование

Рассматриваются обозначения цифровых микросхем, их выводов и сигналов на принципиальных схемах, особенности основных серий простейших цифровых микросхем, базовые типы корпусов микросхем, а также принципы двоичного кодирования и принципы работы цифровых устройств.

Для изображения электронных устройств и их узлов применяется три основных типа схем:

  • принципиальная схема;

  • структурная схема;

  • функциональная схема.

Различаются они своим назначением и, самое главное, степенью детализации изображения устройств.

Принципиальная схема — наиболее подробная. Она обязательно показывает все использованные в устройстве элементы и все связи между ними. Если схема строится на основе микросхем, то должны быть показаны номера выводов всех входов и выходов этих микросхем. Принципиальная схема должна позволять полностью воспроизвести устройство. Обозначения принципиальной схемы наиболее жестко стандартизованы, отклонения от стандартов не рекомендуются.

Структурная схема — наименее подробная. Она предназначена для отображения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначения структурной схемы могут быть довольно произвольными, хотя некоторые общепринятые правила все-таки лучше выполнять.

Функциональная схема представляет собой гибрид структурной и принципиальной. Некоторые наиболее простые блоки, узлы, части устройства отображаются на ней, как на структурной схеме, а остальные — как на принципиальной схеме. Функциональная схема дает возможность понять всю логику работы устройства, все его отличия от других подобных устройств, но не позволяет без дополнительной самостоятельной работы воспроизвести это устройство. Что касается обозначений, используемых на функциональных схемах, то в части, показанной как структура, они не стандартизованы, а в части, показанной как принципиальная схема, — стандартизованы.

В технической документации обязательно приводятся структурная или функциональная схема, а также обязательно принципиальная схема. В научных статьях и книгах чаще всего ограничиваются структурной или функциональной схемой, приводя принципиальные схемы только некоторых узлов.

А теперь рассмотрим основные обозначения, используемые на схемах.

Все узлы, блоки, части, элементы, микросхемы показываются в виде прямоугольников с соответствующими надписями. Все связи между ними, все передаваемые сигналы изображаются в виде линий, соединяющих эти прямоугольники. Входы и входы/выходы должны быть расположены на левой стороне прямоугольника, выходы — на правой стороне, хотя это правило часто нарушают, когда необходимо упростить рисунок схемы. Выводы и связи питания, как правило, не прорисовывают, если, конечно, не используются нестандартные включения элементов схемы. Это самые общие правила, касающиеся любых схем.

Прежде чем перейти к более частным правилам, дадим несколько определений.

Положительный сигнал (сигнал положительной полярности) — это сигнал, активный уровень которого — логическая единица. То есть нуль — это отсутствие сигнала, единица — сигнал пришел (рис. 2.1).

Рис. 2.1.  Элементы цифрового сигнала

Отрицательный сигнал (сигнал отрицательной полярности) — это сигнал, активный уровень которого — логический нуль. То есть единица — это отсутствие сигнала, нуль — сигнал пришел (рис. 2.1).

Активный уровень сигнала — это уровень, соответствующий приходу сигнала, то есть выполнению этим сигналом соответствующей ему функции.

Пассивный уровень сигнала — это уровень, в котором сигнал не выполняет никакой функции.

Инвертирование или инверсия сигнала — это изменение его полярности.

Инверсный выход — это выход, выдающий сигнал инверсной полярности по сравнению с входным сигналом.

Прямой выход — это выход, выдающий сигнал такой же полярности, какую имеет входной сигнал.

Положительный фронт сигнала — это переход сигнала из нуля в единицу.

Отрицательный фронт сигнала (спад) — это переход сигнала из единицы в нуль.

Передний фронт сигнала — это переход сигнала из пассивного уровня в активный.

Задний фронт сигнала — это переход сигнала из активного уровня в пассивный.

Тактовый сигнал (или строб) — управляющий сигнал, который определяет момент выполнения элементом или узлом его функции.

Шина — группа сигналов, объединенных по какому-то принципу, например, шиной называют сигналы, соответствующие всем разрядам какого-то двоичного кода.

Рис. 2.2.  Обозначение входов и выходов

Для обозначения полярности сигнала на схемах используется простое правило: если сигнал отрицательный, то перед его названием ставится знак минус, например, -WR или -OE, или же (реже) над названием сигнала ставится черта. Если таких знаков нет, то сигнал считается положительным. Для названий сигналов обычно используются латинские буквы, представляющие собой сокращения английских слов, например, WR — сигнал записи (от "write" — "писать").

Инверсия сигнала обозначается кружочком на месте входа или выхода. Существуют инверсные входы и инверсные выходы (рис. 2.2).

Если какая-то микросхема выполняет функцию по фронту входного сигнала, то на месте входа ставится косая черта (под углом 45°), причем наклон вправо или влево определяется тем, положительный или отрицательный фронт используется в данном случае (рис. 2.2).

Тип выхода микросхемы помечается специальным значком: выход 3С — перечеркнутым ромбом, а выход ОК — подчеркнутым ромбом (рис. 2.2). Стандартный выход (2С) никак не помечается.

Наконец, если у микросхемы необходимо показать неинформационные выводы, то есть выводы, не являющиеся ни логическими входами, ни логическими выходами, то такой вывод помечается косым крестом (две перпендикулярные линии под углом 45°). Это могут быть, например, выводы для подключения внешних элементов (резисторов, конденсаторов) или выводы питания (рис. 2.3).

Рис. 2.3.  Обозначение неинформационных выводов

В схемах также предусматриваются специальные обозначения для шин (рис. 2.4). На структурных и функциональных схемах шины обозначаются толстыми линиями или двойными стрелками, причем количество сигналов, входящих в шину, указывается рядом с косой чертой, пересекающей шину. На принципиальных схемах шина тоже обозначается толстой линией, а входящие в шину и выходящие из шины сигналы изображаются в виде перпендикулярных к шине тонких линий с указанием их номера или названия (рис. 2.4). При передаче по шине двоичного кода нумерация начинается с младшего разряда кода.

Рис. 2.4.  Обозначение шин

При изображении микросхем используются сокращенные названия входных и выходных сигналов, отражающие их функцию. Эти названия располагаются на рисунке рядом с соответствующим выводом. Также на изображении микросхем указывается выполняемая ими функция (обычно в центре вверху). Изображение микросхемы иногда делят на три вертикальные поля. Левое поле относится к входным сигналам, правое — к выходным сигналам. В центральном поле помещается название микросхемы и символы ее особенностей. Неинформационные выводы могут указываться как на левом, так и на правом поле; иногда их показывают на верхней или нижней стороне прямоугольника, изображающего микросхему.

В табл. 2.1 приведены некоторые наиболее часто встречающиеся обозначения сигналов и функций микросхем. Микросхема в целом обозначается на схемах буквами DD (от английского "digital" — "цифровой") с соответствующим номером, например, DD1, DD20.1, DD38.2 (после точки указывается номер элемента или узла внутри микросхемы).

Таблица 2.1. Некоторые обозначения сигналов и микросхем

Обозначение

Название

Назначение

&

And

Элемент И

=1

Exclusive Or

Элемент Исключающее ИЛИ

1

Or

Элемент ИЛИ

А

Address

Адресные разряды

BF

Buffer

Буфер

C

Clock

Тактовый сигнал (строб)

CE

Clock Enable

Разрешение тактового сигнала

CT

Counter

Счетчик

CS

Chip Select

Выбор микросхемы

D

Data

Разряды данных, данные

DC

Decoder

Дешифратор

EZ

Enable Z-state

Разрешение третьего состояния

G

Generator

Генератор

I

Input

Вход

I/O

Input/Output

Вход/Выход

OE

Output Enable

Разрешение выхода

MS

Multiplexer

Мультиплексор

Q

Quit

Выход

R

Reset

Сброс (установка в нуль)

RG

Register

Регистр

S

Set

Установка в единицу

SUM

Summator

Сумматор

T

Trigger

Тригер

TC

Terminal Count

Окончание счета

Z

Z-state

Третье состояние выхода

Более полная таблица обозначений сигналов и микросхем, используемых в принципиальных схемах, приведена в приложении.

studfiles.net

Как читать радиосхемы | www.UnTehDon.ru

Чтобы уметь «читать» радиосхемы и по ним собирать конструкции, нужно знать условные обозначения деталей. Их много, и сразу выучить все просто невозможно. Поэтому познакомимся с некоторыми, часто встречающимися в конструкциях начинающих радиолюбителей. Все обозначения приведены по новому ГОСТу, сравнительно недавно введенному и действующему в редакциях и издательствах.

Начнем с резистора (р и с. 1) - наиболее употребительной детали. Они бывают постоянные, подстроечные и переменные. Для постоянных резисторов на схемах проставляют в их условном обозначении мощность, на которую должен быть рассчитан резистор. Практически же в конструкцию можно устанавливать резистор другой мощности, но не менее указанной.
Если у постоянного резистора два вывода, у переменного и подстроечного - по три (р и с. 2). Средний вывод - это движок, который перемещают выступающей наружу ручкой (у подстроечного резистора она короткая). Переменным резистором пользуются сравнительно часто, например для регулирования громкости или тембра звука, подстроечным же подбирают какой-то режим конструкции лишь при налаживании.
МПЗЗ-МП42 КТ315 НП103

Рядом с условным обозначением резистора на схемах проставляют его сопротивление в омах, килоомах или мегаомах (1 МОм=1000 кОм=1 000 000 Ом). Сопротивления менее килоома обозначают в омах, например 10, 150, В20. Сопротивления от килоома и выше, но менее мегаома обозначают в килоомах с добавлением к цифре килоом буквы «к», например 1,2 к, 150 к, 910 к. От мегаома и выше сопротивления обозначают в единицах мегаом с добавлением буквы М, например, 1 М, 6,2 М.

Другая группа распространенных деталей - конденсаторы. Как и резисторы, они бывают постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные (р и с. 3 и 4). Из конденсаторов постоянной емкости особо выделяются так называемые электролитические (или оксидные), у одной из обкладок которых ставят на схеме плюс. Это обозначение положительного, плюсового вывода. Дело в том, что для электролитического конденсатора требуется строгое соблюдение полярности подключения выводов. Если, к примеру, на плюсовом выводе будет не плюс, а минус напряжения, конденсатор может плохо работать или вообще выйти из
строя.
Для постоянных конденсаторов на схеме рядом с условным обозначением указывают значение емкости в пикофарадах или микрофарадах (1 мкФ= 1 000 000 пФ). При емкости менее 0,01 мкФ ставят число пикофарад, например 10, 150, 9100. Для емкости 0,01 мкФ и более ставят число микрофарад с добавлением надписи «мк», например 0,02 мк, 0,1 мк, 1 мк 10 мк. Причем для электролитических конденсаторов указывают дополнительно номинальное напряжение (оно обычно написано на корпусе конденсатора)-10 мкХЮ В, 100 мкХ25 В. Для переменных и подстроечных конденсаторов указывают пределы изменения емкости при крайних положениях подвижной части (ротора), например 10-180, 6-470.
Далее следует группа так называемых полупроводниковых приборов, из которых выделим диод, стабилитрон и транзистор. Диод (рис. 5) пропускает ток только в одном направлении - от анода к катоду и поэтому используется для выпрямления переменного тока и детектирования (выделения сигнала звуковой частоты из принимаемого антенной радиочастотного сигнала). Аналогично может работать и стабилитрон, но его используют в другом качестве - для стабилизации определенного напряжения. Дело в том, что включенный в обратном направлении (анодом к минусу, катодом к плюсу), он вначале не пропускает ток (как и диод), а при увеличении подаваемого на него напряжения «пробивается» и начинает пропускать ток.

Напряжение «пробоя» называют напряжением стабилизации. Для каждого стабилитрона оно разное и почти неизменное даже при значительном увеличении входного напряжения.
На рисунке изображены обозначения биполярных и полевого транзисторов. У первых три вывода, именуемые базой (б), эмиттером (э) и коллектором (к). У полевого аналогичные по назначению выводы именуются иначе: затвор (з), исток (и), сток (с). Транзистор - усилительный прибор, способный усилить сигнал в десятки, сотни и даже тысячи раз. Сигнал подают на базу или затвор (относительно соответственно эмиттера и истока), а снимают (уже усиленный) с коллектора или стока.

Изображение катушки индуктивности состоит из нескольких полуколец (р и с. 7), символизирующих витки. Отвод изображают в виде линии, подходящей к паре соседних полуколец. Если катушка намотана на ферритовом сердечнике, рядом с витками появляется продольная линия. При наличии в каркасе катушки подстроечного сердечника (подстроечника) около верхнего витка катушки ставят знак подстройки. Если две катушки намотаны на одном каркасе, они образуют высокочастотный трансформатор и изображаются так, как показано на рисунке В (L1 и L2). При наличии сердечника из феррита или железа между витками катушек (их теперь называют обмотками) проводят линию.
Для обозначения наружной антенны используют символ, показанный на рисунке 9 вверху. Аналогичный символ применяют и в обозначении так называемой магнитной антенны, которая размещена внутри корпуса современных транзисторных приемников. Под символом антенны в этом случае располагают горизонтальную линию, а под ней - катушки индуктивности L1 (ее называют контурной, поскольку совместно с переменным конденсатором она составляет колебательный контур, с помощью которого настраиваются на радиостанции) и L2 (катушка связи).
Напряжение питания подают на конструкцию через однополюсный выключатель (р и с. 10). Если выключатель спарен с переменным резистором (например, регулятором громкости), у движка резистора ставят точку с небольшой штриховой линией, символизирующей механическую связь, а к подвижному контакту, выключателя подводят такую же штриховую линию.

Односекционные и двухсекционные переключатели изображают, как показано на рисунке 11. Подвижные контакты двухсекционных переключателей соединяют двумя сплошными линиями механической связи. Переключатель на несколько положений изображают иначе (рис.1 2): неподвижные контакты располагают на некотором расстоянии друг от друга, а вдоль них проводят линию с черточкой - это символ подвижного контакта. Подобный переключатель (его чаще называют галетным) состоит из йодной или нескольких плат (галет) с неподвижными и подвижным контактами. Подвижный контакт связан с металлической осью-ручкой, которая выходит наружу переключателя.
Для кратковременного управления какими-либо цепями устройства используют кнопочные выключатель и переключатепь (рис 13). При нажатии на кнопку, например, выключателя его контакты замыкаются, а при отпускании кнопки возвращаются в исходное положение.
На рисунке 14 вы видите условные обозначения микрофона, головных телефонов и динамической головки («динамика») - представителей акустических приборов. Причем головные телефоны из двух капсюлей («наушники»), миниатюрный головной телефон (он используется для подключения к транзисторному радиоприемнику) или просто капсюль от головных телефонов обозначаются одинаково.

Для питания конструкций применяют гальванический элемент или батарею таких элементов (рис. 1 5). В последнем случае на схеме показывают лишь крайние элементы батареи и соединяют их штриховой линией.
Детали разъемных соединений (гнезда, зажимы, вилки, разъемы) обозначают так, как показано на рисунках 16 - 18.

Если на схеме в месте пересечения, например, вывода резистора с линией общего провода конструкции стоит точка, значит, вывод резистора должен быть припаян к этому проводу (рис. 19). Чтобы схема выглядела менее запутанно, общий провод нередко обозначают короткой утолщенной черточкой, соединенной с проводом, и такие же черточки ставят на концах выводов деталей, разбросанных по всей схеме. Это значит, естественно, что такие выводы нужно припаять к общему проводу.
Следует отличать обозначение общего провода от знака заземления, состоящего из трех параллельных черточек разной длины. Такой знак чаще всего встречается на схемах простых приемников, для хорошей работы которых нужна не только наружная антенна, но и заземление - проводник, подпаянный к зарытому в землю металлическому предмету. Как правило, заземляют общий провод конструкции.
И последнее условное обозначение на рисунках - плавкий предохранитель (рис.20). Оно напоминает обозначение постоянного резистора, через который проходит проводник. Условное обозначение раскрывает конструкцию предохранителя: стеклянная трубочка с металлическими наконечниками и впаянной между ними тонкой проволочной нитью. Предохранитель используют в сетевых конструкциях для защиты их от короткого замыкания. Как правило, предохранитель вставляют в специальный держатель, а уже его выводы подпаивают к деталям конструкции.

www.untehdon.ru

Лекция 02 Основные обозначения на схемах

Корпуса цифровых микросхем

Большинство микросхем имеют корпус, то есть прямоугольный контейнер (пластмассовый, керамический, металлокерамический) с металлическими выводами (ножками). Предложено множество различных типов корпусов, но наибольшее распространение получили два основных типа:

Рис. 2.8. Примеры корпусов DIL и Flat

  • Корпус с двухрядным вертикальным расположением выводов, например, DIP (Dual In Line Package, Plastic) — пластмассовый корпус, DIC (Dual In Line Package, Ceramic) — керамический корпус. Общее название для таких корпусов — DIL (рис. 2.8). Расстояние между выводами составляет 0,1 дюйма (2,54 мм). Расстояние между рядами выводов зависит от количества выводов.

  • Корпус с двухрядным плоскостным расположением выводов, например, FP (Flat-Package, Plastic) — пластмассовый плоский корпус, FPC (Flat-Package, Ceramic) — керамический плоский корпус. Общее название для таких корпусов — Flat (рис. 2.8). Расстояние между выводами составляет 0,05 дюйма (1,27 мм) или 0,025 дюйма (0,0628 мм).

Номера выводов всех корпусов отсчитываются начиная с вывода, помеченного ключом, по направлению против часовой стрелки (если смотреть на микросхему сверху). Ключом может служить вырез на одной из сторон микросхемы, точка около первого вывода или утолщение первого вывода (рис. 2.8). Первый вывод может находиться в левом нижнем или в правом верхнем углу (в зависимости от того, как повернут корпус). Микросхемы обычно имеют стандартное число выводов из ряда: 4, 8, 14, 16, 20, 24, 28,.… Для микросхем стандартных цифровых серий используются корпуса с количеством выводов начиная с 14.

Назначение каждого из выводов микросхемы приводится в справочниках по микросхемам, которых сейчас имеется множество. Правда, лучше ориентироваться на справочники, издаваемые непосредственно фирмами-изготовителями. В данной книге назначение выводов не приводится.

Отечественные микросхемы выпускаются в корпусах, очень похожих на DIL и Flat, но расстояния между их выводами вычисляются по метрической шкале и поэтому чуть-чуть отличаются от принятых за рубежом. Например, 2,5 мм вместо 2,54 мм, 1,25 мм вместо 1,27 мм и т.д. Для корпусов с малым числом выводов (до 20) это не слишком существенно, но для больших корпусов расхождение в расстоянии может стать существенным. В результате на плату, рассчитанную на зарубежные микросхемы, нельзя поставить отечественные микросхемы, и наоборот.

Двоичное кодирование

Одиночный цифровой сигнал не слишком информативен, ведь он может принимать только два значения: нуль и единица. Поэтому в тех случаях, когда необходимо передавать, обрабатывать или хранить большие объемы информации, обычно применяют несколько параллельных цифровых сигналов. При этом все эти сигналы должны рассматриваться только одновременно, каждый из них по отдельности не имеет смысла. В таких случаях говорят о двоичных кодах, то есть о кодах, образованных цифровыми (логическими, двоичными) сигналами. Каждый из логических сигналов, входящих в код, называется разрядом. Чем больше разрядов входит в код, тем больше значений может принимать данный код.

В отличие от привычного для нас десятичного кодирования чисел, то есть кода с основанием десять, при двоичном кодировании в основании кода лежит число два (рис. 2.9). То есть каждая цифра кода (каждый разряд) двоичного кода может принимать не десять значений (как в десятичном коде: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), а всего лишь два — 0 и 1. Система позиционной записи остается такой же, то есть справа пишется самый младший разряд, а слева — самый старший. Но если в десятичной системе вес каждого следующего разряда больше веса предыдущего в десять раз, то в двоичной системе (при двоичном кодировании) — в два раза. Каждый разряд двоичного кода называется бит (от английского "Binary Digit" — "двоичное число").

Рис. 2.9. Десятичное и двоичное кодирование

В табл. 2.3 показано соответствие первых двадцати чисел в десятичной и двоичной системах.

Из таблицы видно, что требуемое количество разрядов двоичного кода значительно больше, чем требуемое количество разрядов десятичного кода. Максимально возможное число при количестве разрядов, равном трем, составляет при десятичной системе 999, а при двоичной — всего лишь 7 (то есть 111 в двоичном коде). В общем случае n-разрядное двоичное число может принимать 2n различных значений, а n-разрядное десятичное число — 10n значений. То есть запись больших двоичных чисел (с количеством разрядов больше десяти) становится не слишком удобной.

Таблица 2.3. Соответствие чисел в десятичной и двоичной системах

Десятичная система

Двоичная система

Десятичная система

Двоичная система

0

0

10

1010

1

1

11

1011

2

10

12

1100

3

11

13

1101

4

100

14

1110

5

101

15

1111

6

110

16

10000

7

111

17

10001

8

1000

18

10010

9

1001

19

10011

Для того чтобы упростить запись двоичных чисел, была предложена так называемая шестнадцатиричная система (16-ричное кодирование). В этом случае все двоичные разряды разбиваются на группы по четыре разряда (начиная с младшего), а затем уже каждая группа кодируется одним символом. Каждая такая группа называется полубайтом (или нибблом, тетрадой), а две группы (8 разрядов) — байтом. Из табл. 2.3 видно, что 4-разрядное двоичное число может принимать 16 разных значений (от 0 до 15). Поэтому требуемое число символов для шестнадцатиричного кода тоже равно 16, откуда и происходит название кода. В качестве первых 10 символов берутся цифры от 0 до 9, а затем используются 6 начальных заглавных букв латинского алфавита: A, B, C, D, E, F.

Рис. 2.10. Двоичная и 16-ричная запись числа

В табл. 2.4 приведены примеры 16-ричного кодирования первых 20 чисел (в скобках приведены двоичные числа), а на рис. 2.10 показан пример записи двоичного числа в 16-ричном виде. Для обозначения 16-ричного кодирования иногда применяют букву "h" или "H" (от английского Hexadecimal) в конце числа, например, запись A17F h обозначает 16-ричное число A17F. Здесь А1 представляет собой старший байт числа, а 7F — младший байт числа. Все число (в нашем случае — двухбайтовое) называется словом.

Таблица 2.4. 16-ричная система кодирования

Десятичная система

16-ричная система

Десятичная система

16-ричная система

0

0 (0)

10

A (1010)

1

1(1)

11

B (1011)

2

2 (10)

12

C (1100)

3

3 (11)

13

D (1101)

4

4 (100)

14

E (1110)

5

5 (101)

15

F (1111)

6

6 (110)

16

10 (10000)

7

7 (111)

17

11 (10001)

8

8 (1000)

18

12 (10010)

9

9 (1001)

19

13 (10011)

Для перевода 16-ричного числа в десятичное необходимо умножить значение младшего (нулевого) разряда на единицу, значение следующего (первого) разряда на 16, второго разряда на 256 (162) и т.д., а затем сложить все произведения. Например, возьмем число A17F:

A17F=F*160 + 7*161 + 1*162 + A*163 = 15*1 + 7*16+1*256+10*4096=41343

Таблица 2.5. 8-ричная система кодирования

Десятичная система

8-ричная система

Десятичная система

8-ричная система

0

0 (0)

10

12 (1010)

1

1(1)

11

13 (1011)

2

2 (10)

12

14 (1100)

3

3 (11)

13

15 (1101)

4

4 (100)

14

16 (1110)

5

5 (101)

15

17 (1111)

6

6 (110)

16

20 (10000)

7

7 (111)

17

21 (10001)

8

10 (1000)

18

22 (10010)

9

11 (1001)

19

23 (10011)

Но каждому специалисту по цифровой аппаратуре (разработчику, оператору, ремонтнику, программисту и т.д.) необходимо научиться так же свободно обращаться с 16-ричной и двоичной системами, как и с обычной десятичной, чтобы никаких переводов из системы в систему не требовалось.

Значительно реже, чем 16-ричное, используется восьмеричное кодирование, которое строится по такому же принципу, что и 16-ричное, но двоичные разряды разбиваются на группы по три разряда. Каждая группа (разряд кода) затем обозначается одним символом. Каждый разряд 8-ричного кода может принимать восемь значений: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (табл. 2.5).

Помимо рассмотренных кодов, существует также и так называемое двоично-десятичное представление чисел. Как и в 16-ричном коде, в двоично-десятичном коде каждому разряду кода соответствует четыре двоичных разряда, однако каждая группа из четырех двоичных разрядов может принимать не шестнадцать, а только десять значений, кодируемых символами 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. То есть одному десятичному разряду соответствует четыре двоичных. В результате получается, что написание чисел в двоично-десятичном коде ничем не отличается от написания в обычном десятичном коде (табл. 2.6), но в реальности это всего лишь специальный двоичный код, каждый разряд которого может принимать только два значения: 0 и 1. Двоично-десятичный код иногда очень удобен для организации десятичных цифровых индикаторов и табло.

Таблица 2.6. Двоично-десятичная система кодирования

Десятичная система

Двоично-десятичная система

Десятичная система

Двоично-десятичная система

0

0 (0)

10

10 (1000)

1

1(1)

11

11 (1001)

2

2 (10)

12

12 (10010)

3

3 (11)

13

13 (10011)

4

4 (100)

14

14 (10100)

5

5 (101)

15

15 (10101)

6

6 (110)

16

16 (10110)

7

7 (111)

17

17 (10111)

8

10 (1000)

18

18 (11000)

9

11 (1001)

19

19 (11001)

В двоичном коде над числами можно проделывать любые арифметические операции: сложение, вычитание, умножение, деление.

Рассмотрим, например, сложение двух 4-разрядных двоичных чисел. Пусть надо сложить число 0111 (десятичное 7) и 1011 (десятичное 11). Сложение этих чисел не сложнее, чем в десятичном представлении:

При сложении 0 и 0 получаем 0, при сложении 1 и 0 получаем 1, при сложении 1 и 1 получаем 0 и перенос в следующий разряд 1. Результат — 10010 (десятичное 18). При сложении любых двух n-разрядных двоичных чисел может получиться n-разрядное или (n+1)-разрядное число.

Точно так же производится вычитание. Пусть из числа 10010 (18) надо вычесть число 0111 (7). Записываем числа с выравниванием по младшему разряду и вычитаем точно так же, как в случае десятичной системы:

При вычитании 0 из 0 получаем 0, при вычитании 0 из 1 получаем 1, при вычитании 1 из 1 получаем 0, при вычитании 1 из 0 получаем 1 и заем 1 в следующем разряде. Результат — 1011 (десятичное 11).

При вычитании возможно получение отрицательных чисел, поэтому необходимо использовать двоичное представление отрицательных чисел.

Для одновременного представления как двоичных положительных, так и двоичных отрицательных чисел чаще всего используется так называемый дополнительный код. Отрицательные числа в этом коде выражаются таким числом, которое, будучи сложено с положительным числом такой же величины, даст в результате нуль. Для того чтобы получить отрицательное число, надо поменять все биты такого же положительного числа на противоположные (0 на 1, 1 на 0) и прибавить к результату 1. Например, запишем число –5. Число 5 в двоичном коде выглядит 0101. Заменяем биты на противоположные: 1010 и прибавляем единицу: 1011. Суммируем результат с исходным числом: 1011 + 0101 = 0000 (перенос в пятый разряд игнорируем).

Отрицательные числа в дополнительном коде отличаются от положительных значением старшего разряда: единица в старшем разряде определяет отрицательное число, а нуль — положительное.

Помимо стандартных арифметических операций, в двоичной системе счисления используются и некоторые специфические операции, например, сложение по модулю 2. Эта операция (обозначается A) является побитовой, то есть никаких переносов из разряда в разряд и заемов в старших разрядах здесь не существует. Правила сложения по модулю 2 следующие: , , . Эта же операция называется функцией Исключающее ИЛИ. Например, просуммируем по модулю 2 два двоичных числа 0111 и 1011:

Среди других побитовых операций над двоичными числами можно отметить функцию И и функцию ИЛИ. Функция И дает в результате единицу только тогда, когда в соответствующих битах двух исходных чисел обе единицы, в противном случае результат —0. Функция ИЛИ дает в результате единицу тогда, когда хотя бы один из соответствующих битов исходных чисел равен 1, в противном случае результат 0.

studfiles.net

Как читать микросхемы?

Ваш вопрос:

Как читать микросхемы?

Ответ мастера:

Для прочтения текста, написанного на иностранном языке, нужно, как минимум, знать его алфавит. Аналогично, не получится прочесть микросхему, не обладая знаниями о специальных условных обозначений – своеобразном алфавите электроники.

Пара справочников по электронике значительно облегчит понимание условных обозначений. Для чтения микросхем обязательно ознакомьтесь с УГО - условно-графическими обозначениями. Рассматриваются несколько видов УГО: по зарубежным стандартам и по отечественным. Зарубежные же также делятся на два типа: европейские и американские. Они различаются между собой по целому ряду факторов. К примеру, в европейской системе УГО резистор имеет обозначение прямоугольника, в американской же он изображается зигзагообразной линией.

Изучите особенности обозначений соединения деталей. Детали на схемах соединяют линии. И для правильного чтения микросхемы нужно знать, что в случае пересечения двух линий (на схеме они означают провода) или одна дугообразно обходит другую, то их соединение будет отсутствовать. Однако, если в месте их пересечения вы увидите изображение маленького закрашенного кружка, то значит, что провода на этом участке соединяются друг с другом. На схемах же, которые были созданы с использованием псевдографики, пересечение линий символизирует связь меж проводами. Отсутствие такого соединения обозначается разрывом одной из линий в месте прохождения второй.

В процессе чтения псевдографических схем необходимо пользоваться моноширинным шрифтом и ясно выявлять различия между другими способами составления схем, которые подчиняются разнообразным зарубежным и отечественным стандартам.

Дифференцируйте на чертеже сложные обозначения. К примеру, для корректного прочтения микросхемы необходимо быть в курсе того, что жгут из проводов (который может быть и не виртуальным, то есть провода не свиты) отмечается утолщённой линией. Обычно каждый провод на выходе из жгута имеет свой собственный номер. Также готовый узел иногда подключается к нескольким разъёмам одновременно. А каждому разъёму, в свою очередь, присвоен свой номер. Их нумерация производится относительно типа.

remont-fridge-tv.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *