Речник с ключовите думи

Речникът – всички термини от АЦУ на едно място. От всяка тема ключовите ѝ думи водят тук.

Усилвател

взима енергия от захранването и я подава на товара „във формата“ на слабия входен сигнал – като кран, който с малко завъртане управлява голям поток.

Коефициент на усилване K

колко пъти изходът е по-голям от входа: Ku = Uизх/Uвх; в децибели 20·lg Ku – при няколко стъпала се събират.

Децибел (dB)

логаритмична мярка за отношение: ×10 по напрежение = 20 dB, ×100 = 40 dB, ×2 ≈ 6 dB.

Входно / изходно съпротивление

Rвх – колко „тежък“ е усилвателят за източника; Rизх – колко пада изходът под товар. Заедно с Rи и Rт правят делители.

Четириполюсник

кутийка с два входни и два изходни извода – така се гледа на всеки усилвател отвън.

Честотни и фазови изкривявания

различните честоти се усилват различно (АЧХ не е права) или се отместват различно по фаза (ФЧХ).

Ефект на Милер

малкият капацитет база–колектор се „вижда“ от входа (1 + K) пъти по-голям – той реже високите честоти на стъпалото ОЕ.

АЧХ и честотна лента

усилването в зависимост от честотата; лентата е между fн и fв, където K пада с 3 dB.

Нелинейни изкривявания (клирфактор)

нови честоти (хармоници) в изхода; kh = √(U2² + U3² + …)/U1.

Динамичен обхват

D = Uвх.макс/Uвх.мин – между шума и насищането.

Клас на работа

каква част от периода провежда транзисторът: A – 360°, B – 180°, C – по-малко.

КПД

η = Pизх/Pзахр; клас A ≤ 25 %, B ≤ 78,5 %, D > 90 %.

Биполярен транзистор

три слоя (NPN или PNP): малкият ток на базата управлява β пъти по-голям ток на колектора.

MOSFET

полеви транзистор с изолиран гейт: напрежението гейт–сорс (над прага Uпраг) управлява тока на стока, а в гейта не тече ток.

Работна точка

токът и напреженията на транзистора без сигнал („в покой“) – около нея сигналът се люлее.

Товарна права

всички възможни (UКЕ, IК) при дадени Ucc и RК; работната точка е пресечната ѝ точка с характеристиката.

h-параметри

четири числа, които описват транзистора като четириполюсник при малък сигнал: h11 – входно съпротивление, h21 = β – усилване по ток, h22 – изходна проводимост, h12 – обратна връзка.

Стръмност S (gm)

колко mA колекторен ток дава 1 V промяна на входа: за биполярния S = IК/VT, за MOSFET S = k·(uГС − Uпраг).

Дарлингтон

два еднакви транзистора (NPN + NPN): емитерът на първия захранва базата на втория; β ≈ β1·β2, но двоен праг UБЕ (~1,3 V).

Шиклаи (комплементарна двойка)

NPN + PNP, които се държат като един NPN: β ≈ β1·β2, а прагът е като на един транзистор (~0,65 V).

Схема общ емитер

усилва ток и напрежение, обръща фазата на 180°.

Отрицателна обратна връзка

изходът се изважда от входа; K₀в = K/(1 + βK).

Дълбочина на ООВ F

F = 1 + βK – толкова пъти намалява K и се разширява лентата.

Положителна обратна връзка

изходът се връща във фаза и усилва сам себе си – лошо за усилвател (писука), нужно за генератор.

Видове ООВ

по това какво се взима от изхода (напрежение или ток) и как се подава на входа (последователно или паралелно); последователната вдига Rвх, по напрежение сваля Rизх.

Разделителен кондензатор Cр

свързва две стъпала: пропуска променливия сигнал, но спира постоянното напрежение, за да не се развали работната точка на следващото.

Галванична и трансформаторна връзка

директно (усилва и 0 Hz, но с дрейф на нулата) или през трансформатор (тесна лента, тежък, хваща магнитни смущения).

ВЧ и НЧ корекция

малки C и L, които повдигат краищата на АЧХ – напр. кондензатор успоредно на RЕ отслабва ООВ при високите честоти.

Краен усилвател (КУСМ)

„мускулът“ – дава мощност на товара (високоговорител 4–8 Ω, антена 50–75 Ω); тук най-важен е КПД.

Преходни изкривявания

„стъпалото“ на клас B: около нулата и двата транзистора са запушени (всеки иска ~0,6 V), сигналът се накъсва.

Топлинен пробег

транзисторът се загрява → тече повече ток → загрява се още → изгаря; затова диодите на отместването са на радиатора му.

Bootstrap

последователна ПОВ по захранване: кондензатор, който „повдига“ захранването на предкрайното стъпало, за да стигне изходът по-високо.

Двутактно стъпало

два комплементарни транзистора си делят полупериодите; клас AB маха „стъпалото“.

Диференциален усилвател

усилва разликата на двата входа, потиска еднаквото (синфазното) смущение.

CMRR

колко пъти диференциалният сигнал се усилва повече от синфазния: Kd/Ks – „колко добре не чува еднаквия шум“.

Операционен усилвател

готов усилвател в чип с два входа и огромно усилване; с ООВ: инвертиращ −R2/R1, неинвертиращ 1 + R2/R1.

Виртуална маса

при инвертиращия усилвател входът „−“ стои почти на 0 V, макар да не е свързан с масата – ООВ го държи там.

Повторител

неинвертиращ усилвател с K = 1: не усилва, но не товари източника („буфер“).

GBW (усилване × лента)

постоянно за даден ОУ: колкото по-голямо е усилването, толкова по-тясна е лентата; fв = GBW/K.

Скорост на нарастване (slew rate)

най-бързата промяна на изхода на ОУ, V/μs; големи бързи синусоиди стават триъгълници.

Резонансен усилвател

LC контур вместо R; лента f0/Q.

LC кръг

бобина и кондензатор: енергията се прелива между тях с честота f0 = 1/(2π√(LC)) – „люлката“ на радиото.

Качествен фактор Q

колко „чисто“ се люлее кръгът: лентата е f0/Q – по-голям Q = по-тясна, по-избирателна крива.

Избирателност

колко по-силно усилвателят усилва „своята“ станция от съседната, в dB.

Умножител на честота

нелинеен елемент (клас C) прави импулси, богати на хармоници, а кръгът на изхода избира n·f.

Условия на Баркхаузен

βK ≥ 1 и сумарна фаза 0 → схемата генерира.

Мост на Вин

f0 = 1/(2πRC), β = 1/3, нужно K = 3.

Варикап / ГУН

капацитет, управляван с напрежение → честота, управлявана с напрежение.

Генератор

усилвател, който „слуша“ собствения си изход: ПОВ с βK ≥ 1 и фаза 0 – мъничкият шум нараства до чисто трептене.

Колпиц / Хартлей / Клап

рецепти за LC генератор: два кондензатора / бобина с отвод / Колпиц с още един последователен кондензатор (по-стабилна честота).

Кварцов резонатор

огромен Q, честоти fs и fp; много стабилна честота (до 10⁻⁶).

Честотен синтезатор (PLL)

f2 = (N/M)·f1; ГУН се „заключва“ към кварц.

АМ

амплитудата следва сигнала; спектър f0 и f0 ± F.

ЧМ, девиация, индекс

честотата следва сигнала; m = Δfm/F.

Интегратор / диференциатор

C в ОВ – натрупва; C на входа – реагира на промяната.

Аналогов умножител

дава на изхода k·uX·uY; две синусоиди дават сумата и разликата на честотите си.

DSB (балансна модулация)

АМ без носещата – остават само двете странични f0 ± F.

Фазов детектор

умножител на два сигнала с еднаква честота: средното на изхода е ∝ cos φ – казва колко са разминати (сърцето на PLL).

Изправител

диоди, които пропускат тока в една посока: от променливо прави пулсиращо постоянно, а кондензаторът го изглажда.

Удвоител на напрежение

два диода и два кондензатора: единият се зарежда в едната полувълна, другият – в другата; изходът е ≈ 2·Um.

Пиков (диоден) детектор

диод + RC: кондензаторът се зарежда до върховете на ВЧ сигнала и следва обвивката – звукът от АМ.

Ограничител

диоди (или ценерови диоди), които не пускат напрежението над определено ниво.

Тригер на Шмит

компаратор с два прага (хистерезис) – не трепери при шум.

Суматор

ОУ с няколко входни резистора към инвертиращия вход: uизх = −Rос(u1/R1 + u2/R2 + …) – смесителният пулт.

Логаритматор

диод (или транзистор) в ОВ на ОУ: изходът е пропорционален на ln uвх – сгъстява огромен обхват.

Компаратор

ОУ без ОВ: изходът е +Uнас, ако u+ > u−, иначе −Uнас.

Функционален генератор

интегратор + тригер на Шмит в кръг: дава едновременно триъгълно и правоъгълно напрежение.

Смесител

умножител – дава f1 + f2 и f1 − f2 (междинна честота).

Суперхетеродин

приемник, който пренася всяка станция на една междинна честота.

Логически нива и шумоустойчивост

области на 0 и 1; запасът между изхода на един елемент и входа на следващия.

TTL / CMOS

TTL – многоемитерен вход, И-НЕ; CMOS – P + N транзистор, почти нулева статична мощност.

Време на закъснение

tзад.ср = (t01 + t10)/2 – определя бързодействието.

Фронт (време на нарастване)

колко време трае смяната от 0 на 1, мерено от 10 % до 90 %; при RC товар t_r ≈ 2,2·RC.

Товароспособност

колко входа от същата фамилия може да кара един изход; всеки вход добавя капацитет и забавя фронтовете.

Двоичен, BCD и код на Грей

двоичен – всеки бит тежи 2ⁱ; BCD – всяка десетична цифра поотделно с 4 бита; Грей – съседните числа се различават с един бит.

Допълнителен код

запис на отрицателните числа: обръщаш битовете и добавяш 1; старшият бит е знакът, а събирането и изваждането стават с един суматор.

Булева алгебра

алгебра с две стойности (0 и 1) и три действия – И, ИЛИ, НЕ; с нея се описва и опростява всяка цифрова схема.

Закони на Де Морган

черта над И става ИЛИ на чертите и обратно: ‾(x·y) = x̄ + ȳ, ‾(x + y) = x̄·ȳ.

Функционално пълен базис

набор от елементи, с който се строи всяка функция: {И, ИЛИ, НЕ}, само {И-НЕ} или само {ИЛИ-НЕ}.

СДНФ и СКНФ

формулата, прочетена от таблицата: СДНФ – сума от произведения по единиците, СКНФ – произведение от суми по нулите.

Минимизация

същата функция с по-малко елементи и стъпала – по-евтино, по-надеждно и по-бързо; на ръка по законите, с карта на Карно или по Куайн–МакКласки.

Предавателна характеристика

Uизх(Uвх), снета бавно: от нея се виждат нивата и прагът; при TTL има четири области, при CMOS е симетрична около Ecc/2.

Динамична мощност

CMOS харчи главно при превключване: P = C·E²·f – расте с честотата и с квадрата на захранването.

ECL и BiCMOS

ECL – диференциален усилвател без насищане: най-бърза, но гореща; BiCMOS – CMOS вход и биполярен изход.

Три състояния (3-state)

изход с трето, високоимпедансно състояние: разрешаващият вход запушва и двата изходни транзистора и изходът се „откача“ от общата шина.

Таблица на истинност

стойността на функцията за всеки набор от входове.

Карта на Карно

клетки в код на Грей; групи по 2ᵏ единици → минимална ДНФ.

Състезание (риск)

фалшив импулс от различни закъснения по пътищата.

Комбинационна схема

схема без памет: изходът зависи само от входовете в момента (дешифратори, мултиплексори, суматори, преобразуватели на код).

Импликанта

една група в картата на Карно = един член в минималната формула; простата импликанта е група, която не може да стане по-голяма.

Безразлични състояния (don't care)

комбинации на входа, които никога не идват (напр. 1010–1111 в BCD); в картата се пишат x и влизат в групите, ако помагат.

Дешифратор

n входа → активира един от 2ⁿ изхода.

Шифратор (приоритетен)

2ⁿ входа → n-битов номер на активния; приоритетният при няколко активни дава най-важния и има изход „няма активен вход“.

Демултиплексор

един вход към един от 2ⁿ изхода според адреса – дешифратор, на който E е информационният вход.

Разрешаващ вход E

„главният ключ“ на схемата: без него изходите са неактивни; с него малките схеми се свързват каскадно в по-големи.

Динамична индикация

цифрите на индикатора светват една по една през общи жици, толкова бързо (над ~50 Hz), че окото ги вижда заедно.

Мултиплексор

адресът избира кой от 2ⁿ входа отива на изхода.

Полусуматор и пълен суматор

полусуматорът събира два бита (S = a⊕b, C = ab); пълният – два бита и преноса отдясно.

Последователен и паралелен пренос

последователният минава от разряд на разряд (~2n·tзад, евтино); паралелният смята всички преноси наведнъж от gᵢ = aᵢbᵢ и pᵢ = aᵢ⊕bᵢ (бързо, повече елементи).

Цифров компаратор

казва A > B, A = B или A < B; сравнява от старшия разряд – първият различен решава (7485 – 4 бита).

Преобразувател на код

комбинационна схема m входа → n изхода, напр. BCD → 7 сегмента или двоичен → Грей.

Пълен суматор

S = a⊕b⊕c, пренос C = ab + c(a⊕b).

Квантуване и ULSB

стъпалото на АЦП; грешка ±0,5 ULSB.

Паралелен (flash) АЦП

2ᴺ − 1 компаратора сравняват входа с всички прагове наведнъж – термометричен код → шифратор; най-бърз, малко бита.

SAR АЦП

претегля по 1 бит на такт от MSB – N такта.

Двутактно-интегриращ АЦП

t1 const, t2 ~ Ui; точен, бавен.

Типове АЦП

Flash – бърз, малко бита; Σ-Δ – бавен, много бита.

SNR на АЦП

≈ 6N + 1,8 dB.

Паралелно-последователен АЦП

груб + фин етап; 30 вместо 255 компаратора за 8 бита.

Грешки на ЦАП

нелинейност и немонотонност (≤ ±0,5 ULSB).

ЦАП със сумиране на токове

всеки бит пуска ток през R₀, R₀/2, R₀/4… към виртуалната маса на ОУ; проблем – голям разброс на резисторите.

Време на установяване

от смяната на кода, докато изходът на ЦАП влезе в ±0,5 ULSB от крайната стойност.

Двуквадрантен ЦАП

дава и положително, и отрицателно напрежение – изместен код и компенсиращ ток за числата със знак.

R-2R матрица

само два вида резистори; всеки възел дели на 2.

Диференцираща / интегрираща верига

RC формирователи на импулси; поведението зависи от τ = RC спрямо дължината на импулса tи.

Времеконстанта τ = RC

за време τ кондензаторът през резистор изминава 63 % от пътя до крайното напрежение.

Мултивибратор

два елемента с положителна ОВ, които се обръщат един друг; t ≈ 0,7RC за всяко състояние.

Астабилен / моностабилен

астабилният мига сам (две временни състояния); моностабилният дава един импулс, когато го пуснеш.

Таймер 555

чип с два компаратора (1/3 и 2/3 от захранването), тригер и разряден транзистор – сърцето на мигачи и пищялки.

Коефициент на запълване D

каква част от периода изходът е горе: D = tH/T.

Последователностна схема

схема с памет: изходът зависи от входовете и от състоянието (какво е било преди); комбинационна логика + тригери.

Граф на преходите

кръгчетата са състоянията, стрелките – преходите с условието си; при Мур изходът е в кръгчето, при Мили – на стрелката.

Съседно кодиране

кодовете на състоянията са такива, че при всеки преход се сменя един тригер – няма състезания.

Автомат на Мур / Мили

Мур – изходът е от състоянието; Мили – от състоянието и входа.

Тригер

най-малката памет – 1 бит: две устойчиви състояния, пази последното, докато не му се каже друго.

RS тригер

два бутона: S установява (Q = 1), R нулира (Q = 0); R = S = 1 е забранено; от два кръстосани И-НЕ или ИЛИ-НЕ.

JK тригер

като RS, но при J = K = 1 се обръща; Qt+1 = J·Q̄ + K̄·Q; само синхронен (по фронт или master-slave).

Характеристично уравнение

формулата Qt+1 = f(Qt, входове) – какво ще е състоянието след такта.

Синхронен тригер по фронт

гледа входовете само в мига на фронта на такта; master-slave – двустъпален, за да няма състезания.

D и T тригер

D копира входа при такт; T се обръща (дели на 2).

Паралелен регистър

D тригери с общ такт – записват цяла дума наведнъж (фиксатор, буфер).

Брояч на Джонсън

кръгов регистър, в който се връща обърнатият изход: n тригера → 2n състояния.

m-последователност

най-дългата поредица на ГПСП – минава през всички 2ⁿ − 1 ненулеви състояния; изглежда случайна.

Преместващ регистър

битовете се местят с 1 позиция на такт; S/P преобразуване.

ГПСП (LFSR)

регистър с XOR обратна връзка; 2ⁿ − 1 състояния.

Брояч

верига от T-тригери; модул N ≤ 2ⁿ.

Модул на броене

колко различни числа минава броячът, преди да започне отначало: N ≤ 2ⁿ.

Съкратен брояч

брояч с модул K < 2ⁿ – детектор на състояние K го нулира (или при TC се зарежда начално число).

Делител на честота

всеки T-тригер дели на 2 – изходът Qᵢ на брояча е с честота f/2ⁱ⁺¹.

Асинхронен / синхронен брояч

асинхронният натрупва закъснение n·tQ; синхронният – не.

Организация на паметта

2ᵐ думи по L бита (напр. 64K × 8); адресът се дели на ред и колона, всеки със свой дешифратор; сигнали CE, WE, OE.

SRAM клетка

6T – два кръстосани CMOS инвертора (тригер) + два транзистора за достъп; бърза, недеструктивно четене, без опресняване.

Плаващ гейт

изолиран гейт, в който се хващат електрони – пази бита без ток (EPROM, EEPROM, Flash).

Видове памети

RAM (SRAM, DRAM), ROM (PROM, EPROM, EEPROM, FLASH), CAM.

Регенерация на DRAM

периодично дозареждане на кондензаторите заради утечката.