2,2K подписчиков

Что такое цифровая электроника, просто о сложном

191 прочитал

ЦИФРОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА вращается вокруг схем, которые либо полностью включены, либо полностью выключены. Это означает, что они почти не потребляют энергии, и мы можем объединить множество схем, которые все еще не потребляют энергии. Это означает, что они не нагреваются, и это также означает, что они прослужат долгое время. Вы можете не думать, что включение и выключение транзистора приведет к какому-либо стоящему результату, но схема может быть разработана так, чтобы использовать два транзистора, например для мигания светодиодов.

В схеме нет флип-флопа, а требуется переключатель. Когда переключатель нажат, схема меняет свое состояние. Два транзистора соединены, и для того, чтобы изменить выход второго транзистора, требуется два нажатия на переключатель.
Схема работает как делитель, а именно деление на два, которое лежит в основе всех компьютерных подсчетов. Если два транзистора сами по себе не дают значительных результатов, то объединение миллионов транзисторов открывает
путь к существованию компьютера. Включая больше схем "деления на два", мы можем получить "деление на 4, деление на 8" и т. д.

При нажатии на переключатель A напряжение на базе снимается, выключая транзистор A. Транзистор B включается через резисторы R1 и R2, в результате чего загорается светодиод. Когда переключатель A отпускается, напряжение на коллекторе транзистора B падает ниже 0,6 В, и оба транзистора остаются в этом состоянии.
Нажатие на переключатель B выключает светодиод. Транзистор A включается через R3, R4 и светодиод, при этом через светодиод протекает очень слабый ток, что затрудняет наблюдение его свечения. Напряжение на коллекторе транзистора A ниже 0,6 В, что удерживает оба транзистора в текущем состоянии. Интересно, что у этих двух транзисторов есть еще одна способность - они могут "запоминать".

Бистабильный переключатель
Бистабильный переключатель

В этой схеме, выше, при нажатии на кнопку A светодиод включается, а при нажатии на кнопку B - выключается.
Схема остается в стабильном состоянии и "запоминает" это состояние.
Эта схема лежит в основе всей компьютерной памяти.

Она широко известна как бистабильный мультивибратор, бистабильный переключатель или бистабильная защелка.

В электронике мы говорим о ЦИФРОВОМ и АНАЛОГОВОМ транзисторе.
Это обычный транзистор (называемый транзистором с биполярным переходом) в ЦИФРОВОЙ или АНАЛОГОВОЙ цепях. Сейчас мы обсудим - мультивибратор.
У ЦИФРОВОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ есть 2 состояния.


Включенное состояние и выключенное состояние.


Когда светодиод горит, транзистор находится в открытом состоянии.
И наоборот, светодиод не горит, когда транзистор находится в закрытом состоянии. Транзистор считается проводящим или нижним, когда он находится во включенном состоянии. С другой стороны, когда транзистор находится в выключенном состоянии, он считается отрезанным или выключенным.
Эти два состояния являются надежными и гарантированными, это не "половина включено", "четверть включено" или "75 % выключено".
Эти состояния можно без труда передать по проводу. Два цифровых состояния передаются как "1" для состояния ВКЛ (напряжение присутствует) и "0" для состояния ВЫКЛ (напряжение отсутствует).

Включение и выключение транзистора
Включение и выключение транзистора

Выключенный светодиод представлен верхней линией а включенный светодиод - нижней линией графика. Светодиод горит, когда напряжение на коллекторе низкое, потому что мы подключаем вывод светодиода к шине 0 В, как показано выше.
Схема быстро переключается между состояниями, что называется временем нарастания.

Следовательно, транзистор остается "выключенным", не проводит ток и не активирует светодиод, что приводит к отсутствию освещения.
Если рассмотреть два цифровых состояния транзистора, то на первом рисунке переключатель не нажат, и на базу транзистора не поступает напряжение для его включения. Напротив, на втором рисунке переключатель нажат, и на базу транзистора поступает напряжение, в результате чего он включается.

Схема включения светодиода
Схема включения светодиода

В результате светодиод загорается.
Эта анимационная демонстрация показывает, как транзистор захватывает светодиод и притягивает его к шине 0 В, чтобы активировать его.

Анимация задержки времени
Анимация задержки времени


Рисунок выше показывает, как два транзистора включают и выключают светодиоды в схеме FLIP FLOP.
Компоненты 10k и 100u формируют временную задержку, позволяя каждому светодиоду загораться. Время включения одного светодиода и другого создает цикл, определяющий частоту работы схемы, измеряемую в циклах в секунду - герцах - Гц.

На этом все, пишите ваши комментарии, подписывайтесь на блог, что бы не пропустить новые статьи. До новых встреч.