4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala

  • Published on
    28-Nov-2015

  • View
    26

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala v 4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala 4 Electronica Digitala

Transcript

<ul><li><p>Tony R. </p><p>Introducere n circuite electrice i electronice </p><p>Kuphaldt </p><p> Vol. 4 Electronic digital </p><p>V 1.0 </p><p>www.circuiteelectrice.ro </p></li><li><p>ii </p><p>Prefa </p><p>Cartea de fa reprezint varianta romneasc a volumului de Electronic digital, al patrulea din seria </p><p>lucrrilor Lessons in Electric Circuits scrise de Tony R. Kuphaldt sub licena DESIGN SCIENCE </p><p>LICENSE. </p><p>Prezenta versiune se distribuie gratuit prin intermediul site-ului oficial. Ultimele nouti i varianta on-line </p><p>se gsesc la adresa www.circuiteelectrice.ro. Orice comentarii sau sugestii de mbuntire sunt binevenite i pot </p><p>fi trimise pe adresa contact@circuiteelectrice.ro. Putei utiliza coninutul de fa n orice scop dorii respectnd condiiile impuse de licena DSL, n principal, menionarea sursei originale. </p><p> 04.08.2010 </p></li><li><p> i </p><p>CUPRINS 1 SISTEME DE NUMERAIE .............................................................................................................................................. 1</p><p>1.1 NUMERE I SIMBOLURI ................................................................................................................................................ 11.2 SISTEME DE NUMERAIE .............................................................................................................................................. 2</p><p>2 ARITMETIC BINAR .................................................................................................................................................... 6</p><p>2.1 VALORI I SISTEME DE NUMERAIE .................................................................................................................................. 62.2 ADUNAREA BINAR .................................................................................................................................................... 62.3 NUMERE BINARE NEGATIVE .......................................................................................................................................... 72.4 SCDEREA BINAR ................................................................................................................................................... 102.5 DEPIREA BINAR ................................................................................................................................................... 122.6 GRUPRI DE BII ...................................................................................................................................................... 15</p><p>3 PORI LOGICE ............................................................................................................................................................. 18</p><p>3.1 DEFINIIA UNEI PORI LOGICE ...................................................................................................................................... 183.2 PORI LOGICE SIMPLE ................................................................................................................................................ 203.3 PORI LOGICE CU DOU INTRRI .................................................................................................................................. 233.4 PORI LOGICE EXCLUSIVE ........................................................................................................................................... 303.5 PRINCIPIUL UNIVERSALITII ....................................................................................................................................... 333.6 6. MODUL DE MPACHETARE ...................................................................................................................................... 38</p><p>4 COMUTATOARE .......................................................................................................................................................... 40</p><p>4.1 TIPURI DE COMUTATOARE .......................................................................................................................................... 404.2 POZIIA NORMAL A CONTACTELOR ........................................................................................................................... 47</p><p>5 RELEE ELECTROMECANICE .......................................................................................................................................... 52</p><p>5.1 1. CONSTRUCIA RELEELOR ........................................................................................................................................ 525.2 RELEE TEMPORIZATE ................................................................................................................................................. 545.3 RELEE SEMICONDUCTOARE ......................................................................................................................................... 58</p><p>6 LOGICA LADDER .......................................................................................................................................................... 61</p><p>6.1 DIAGRAME LADDER .................................................................................................................................................. 616.2 FUNCII LOGICE DIGITALE ........................................................................................................................................... 656.3 CIRCUITE PERMISIVE I DE BLOCARE .............................................................................................................................. 736.4 CIRCUITE LOGICE CU AUTOPROTECIE ............................................................................................................................ 766.5 AUTOMATE PROGRAMABILE (PLC) ............................................................................................................................... 79</p><p>7 ALGEBRA BOOLEAN .................................................................................................................................................. 95</p><p>7.1 ARITMETICA BOOLEAN ............................................................................................................................................. 957.2 IDENTITI ALGEBRICE BOOLEENE ................................................................................................................................. 997.3 PROPRIETI ALGEBRICE BOOLEENE ............................................................................................................................ 1047.4 REGULI DE SIMPLIFICARE BOOLEAN ........................................................................................................................... 1077.5 SIMPLIFICAREA CIRCUITELOR LOGICE ........................................................................................................................... 1107.6 FUNCIA SAU-EXCLUSIV .......................................................................................................................................... 1167.7 TEOREMELE LUI DEMORGAN .................................................................................................................................... 1177.8 TRANSFORMAREA TABELELOR DE ADEVR N EXPRESII BOOLEENE ........................................................................................ 124</p><p>8 HRI KARNAUGH .................................................................................................................................................... 135</p><p>8.1 DE CE HRI KARNAUGH .......................................................................................................................................... 1358.2 DIAGRAME VENN .................................................................................................................................................. 1358.3 RELAII BOOLEENE CU DIAGRAME VENN ....................................................................................................................... 1388.4 TRANSFORMAREA DIAGRAMELOR VENN N HRI KARNAUGH ............................................................................................ 1428.5 HRI KARNAUGH, TABELE DE ADEVR I EXPRESII BOOLEENE ............................................................................................ 1468.6 SIMPLIFICAREA CIRCUITELOR LOGICE CU HRI KARNAUGH ................................................................................................ 153</p></li><li><p> ii </p><p>8.7 HRI KARNAUGH CU PATRU VARIABILE ....................................................................................................................... 1608.8 MINTERMENI I MAXTERMENI ................................................................................................................................... 1668.9 EXEMPLU DE IMPLEMENTARE PRACTIC A CIRCUITELOR LOGICE .......................................................................................... 1738.10 NOTAIA (SUM) I NOTAIA (PRODUS) ................................................................................................................. 1818.11 HRI KARNAUGH DE 5 I 6 VARIABILE ........................................................................................................................ 183</p></li><li><p>www.circuiteelectrice.ro Electronic digital Sisteme de numeraie </p><p>1 </p><p>1 Sisteme de numeraie </p><p>1.1 Numere i simboluri </p><p> Cantitile fizice pot fi exprimate sub dou forme principale: analogic sau digital </p><p>1.1.1 Reprezentarea valorilor </p><p>Exprimarea cantitilor sub form numeric ni se pare un lucru natural. Aceast situaie este att n </p><p>avantajul ct i n dezavantajul nostru atunci cnd studiem electronica. Pe de o parte, suntem obinuii s facem </p><p>calcule atunci cnd analizm circuitele electrice sau electronice, iar acesta este un lucru bun. Pe de alt parte, </p><p>sistemul de notaie utilizat zi de zi, nc din coala primar, nu este sistemul intern folosit i de echipamentele </p><p>electronice moderne. Adoptarea unui nou sistem de notaie i o re-examinare a ideilor i conceptelor deja nvate </p><p>nu este tocmai un lucru peste care s putem trece cu uurin. </p><p>n primul rnd, trebuie s facem o difereniere ntre numere i simbolurile utilizate pentru reprezentarea </p><p>acestor numere. Un numr este o cantitate matematic, corelat de obicei n cazul electronicii cu o cantitate fizic </p><p>precum tensiune, curent sau rezisten. Exist o multitudine de tipuri de numere. De exemplu: numere naturale (1, </p><p>2, 3, ...), numere ntregi (..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ...), numere iraionale ( - aproximativ 3,1415927, e - aproximativ </p><p>2,718281828), rdcina ptrat a oricrui numr prim, etc.), numere reale (toate valorile numerice uni-</p><p>dimensionale, negative i pozitive, incluznd zero, numerele naturale, ntregi i iraionale) i complexe (3 - j4, 34, 5 </p><p> 20o</p><p>n funcie de aplicaia practic n cauz, se utilizeaz diferite tipuri de numere. Numerele naturale sunt </p><p>perfecte i suficiente pentru inventarierea obiectelor discrete, precum numrul de rezistori dintr-un circuit. </p><p>Numerele ntregi sunt necesare atunci cnd avem nevoie i de echivalentul negativ al celor naturale. Numerele </p><p>iraionale reprezint acele numere ce nu pot fi exprimate exact ca i raport dintre dou numere ntregi; raportul </p><p>dintre circumferina unui cerc i diametrul acestuia () este un astfel de numr iraional. Valorile pentru tensiune, </p><p>curent i rezisten ce le-am ntlnit n analiza circuitelor electrice de curent continuu pot fi exprimate sub forma </p><p>numerelor reale, att sub form de fracii ct i sub form decimal. Pentru analiza circuitelor de curent alternativ </p><p>ns, numerele reale nu pot exprima esena dual a amplitudinii i a unghiului de faz, astfel nct am fost nevoii s </p><p>utilizm </p><p>). </p><p>numerele complexe, fie sub forma rectangular, fie sub form polar. </p></li><li><p>www.circuiteelectrice.ro Electronic digital Sisteme de numeraie </p><p>2 </p><p>1.1.2 Forma analogic i forma digital </p><p>n cazul n care utilizm numere pentru nelegerea proceselor fizice din lumea real, realizarea prediciilor </p><p>tiinifice sau pentru calcule economice, avem nevoie de o simbolistic aparte. Aceste notaii pot fi sub dou forme: </p><p>analogic sau digital. n cazul reprezentrii analogice, cantitatea simbolizat este divizibil la infinit. n cazul </p><p>reprezentrii digitale, cantitatea simbolizat prezint o diviziune discret. </p><p>De exemplu, un termometru clasic precum cel de jos, reprezint un aparat de msur analogic. Practic </p><p>putem msur orice temperatur din intervalul 0-50oC, rezoluia termometrului fiind practic infinit. De exemplu, </p><p>putem spune c temperatura msurat n acest caz este de 35oC, dar, dac avem ochi buni, putem fi mai precii i </p><p>spune c ea este de fapt 35,7oC. Sau, dac avem ochi foarte buni, sau un mijloc mult mai precis de citire a scalei, s-</p><p>ar putea s vedem c temperatura real este de fapt 35,72545o</p><p>Fig. 1-1 termometru analogic </p><p>Acest lucru nu este valabil i n cazul unui termometru digital. De exemplu, termometrul de mai jos nu </p><p>poate msura temperatura cu o precizie mai mare de 0,1</p><p>C. </p><p>oC. Astfel c putem citi o temperatur fie de 33,0oC, fie o </p><p>temperatur de 33,1oC, dar n niciun caz nu putem citi o valoare ntre aceste dou puncte (de exemplu, 33,0125o</p><p>Fig. 1-2 termometru digital </p><p>C), </p><p>aa cum am fi putut face cu un termometru analogic. </p><p>1.2 Sisteme de numeraie </p></li><li><p>www.circuiteelectrice.ro Electronic digital Sisteme de numeraie </p><p>3 </p><p>1.2.1 Sistemul de numeraie roman </p><p>Romanii au pus la punct un sistem de numeraie pe baz de simboluri (cifre) pentru reprezentarea </p><p>cantitilor, astfel: </p><p>Dac o cifr este urmat de o alt cifr a crei valoare este egal sau mai mic dect prima, niciuna dintre </p><p>cifre nefiind mai mare dect cele din stnga sa, valoarea acestei cifre se adaug la valoarea total. Astfel, VIII </p><p>reprezint valoarea 8, iar CLVII reprezint 157. Pe de alt parte, dac o cifr este precedat la stnga sa de o alt </p><p>cifr a crei valoare este mai mic dect prima, valoarea primei se scade din a doua. Prin urmare, IV = 4 (V minus </p><p>I), iar CM = 900 (M minus C). De exemplu, anul 1987 poate fi reprezentat n notaia roman astfel: </p><p>MCMLXXXVII. O analiz a acestei notaii este bine-venit: Numerele mari sunt dificil de reprezentat prin intermediul acestei notaii. Adunarea i scderea cifrelor ne </p><p>poate i ea da bti de cap. O alt problem major a acestui sistem este imposibilitatea reprezentrii numerelor </p><p>negative sau a valorii nule (zero), ambele fiind concepte foarte importante n matematic. </p><p>1.2.2 Sistemul de numeraie zecimal </p><p>Una dintre cele mai importante idei ale sistemului zecimal de numeraie se datoreaz babilonienilor. </p><p>Acetia au fost aparent prima civilizaie ce s-a folosit de poziia cifrei pentru reprezentarea numerelor mari (sistem </p><p>de numeraie poziional). n loc s inventeze cifre noi pentru reprezentarea cantitilor mari, precum romanii (sistem </p><p>de numeraie ne-poziional), acetia au refolosit aceleai cifre, dar plasate n poziii diferite de la dreapta spre </p><p>stnga. Sistemul zecimal actual utilizeaz acest concept, folosind doar 10 cifre (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 i 9) pentru </p><p>reprezentarea valorilor n funcie de poziia acestora. Fiecare cifr reprezint o...</p></li></ul>