Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие для курсантов

В учебном пособии, подготовленном преподавателями кафедры Морской электроники Национального университета Одесская морская академия, рассмотрены основы теории электронной компонентной базы и основные аналоговые и цифровые устройства, используемые в системах судовой автоматики, телеметрии, электронных средствах управления, движения и позиционирования судов. Особое внимание уделено особенностям работы электронных систем, построенных на базе интегральной и микропроцессорной техники.
Учебное пособие предназначено для подготовки курсантов – судоводителей, электромехаников и судомехаников, а также радиоэлсктроников.

СОДЕРЖАНИЕ:
Введение
1. Элементы и компоненты систем электроники
1.1. Полупроводниковые приборы
1.1.1. Физические явления в полупроводниковых материалах
1.1.2. Электронно-дырочный переход
1.1.3. Барьерная и диффузионная емкости
1.1.4. Полупроводниковые диоды
1.1.4.1. Выпрямительные диоды
1.1.4.2. Стабилитроны
1.1.4.3. Высокочастотные диоды
1.1.4.4. Импульсные диоды
1.1.4.5. Варикапы
1.1.4.6. Туннельные диоды
1.1.4.7. Диоды Шоттки
1.1.4.8. Диоды Ганна
1.1.5. Биполярные транзисторы
1.1.5.1. Принцип действия биполярного транзистора
1.1.5.2. Классификация биполярных транзисторов
1.1.5.3. Эффект Эрли
1.1.5.4. Составные транзисторы
1.1.5.5. Схема Эберса-Молла
1.1.6. Однопереходный транзистор
1.1.7. Полевые транзисторы
1.1.8. МНОП - транзисторы
1.1.9. Ячейка памяти на ПТ (МНОП) (флэш-память)
1.1.10. Тиристоры
1.1.11. Управляемые тиристоры Gate Transistor Oxide (GTO) .
2. Специальные виды полупроводниковых приборов
2.1. Терморезисторы
2.2. Датчики Холла
2.3. Тензодатчики и термоэлектрические приборы
2.4. Интегральные микросхемы
2.5. Элементы и устройства оптоэлектроники
2.5.1. Общие вопросы оптоэлектроники
2.5.2. Оптоэлектронные системы на основе оптронов
2.5.3. Бистабильный оптрон
2.5.4. Оптоэлектронные подрешетки
2.5.5. Системы на основе взаимного влияния лазеров
2.5.6. Аналоговые оптоэлектронные вычислители
2.5.7. Системы оптической памяти
2.5.8. Интегральная оптика
2.5.9. Системы на волокнах нейристорного типа
3. Типовые узлы электронных схем
3.1. Электронные усилители
3.1.1. Классификация электронных усилителей
3.1.2. Режимы работы транзистора в усилителе
3.1.3. Однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе с ОЭ
3.1.4. Эмиттерный повторитель
3.1.5. Усилители на полевых транзисторах
3.1.6. Обратные связи в усилителях
3.1.7. Усилители постоянного тока (УПТ)
3.1.8. Усилители с непосредственной связью
3.1.9. Усилители с преобразованием МДМ
3.1.10. Операционные усилители
3.1.11. Влияние синфазного напряжения
3.1.12. Линейные схемы на основе операционных усилителей (ОУ)
3.1.12.1. Инвертирующий усилитель на ОУ
3.1.12.2. Неинвертирующий усилитель на ОУ
3.1.12.3. Повторитель напряжения на основе ОУ
3.1.12.4. Инвертирующий сумматор напряжения
3.1.12.5. Вычитающий усилитель
3.1.12.6. Операционный усилитель - интегратор
3.1.13. Избирательные усилители
3.1.14. Усилители мощности
3.2. Электронные генераторы
3.2.1. Простейший LC - генератор с независимым возбуждением
3.2.2. Генераторы гармонических колебаний с самовозбуждением
3.2.3. Генераторы импульсов
3.2.3.1. Мультивибратор
3.2.3.2. Мультивибратор на ЛЭ
3.2.3.3. Мультивибратор на ОУ
3.2.4. Блокинг-генератор
3.2.5. Триггеры
3.2.6. Генераторы линейно изменяющегося напряжения
3.2.7. Генератор линейно изменяющегося напряжения с токостабилизирующим двухполюсником
3.2.8. Генератор линейно изменяющегося напряжения со следящей обратной связью
4. Схемотехника цифровых устройств
4.1. Интегральные микросхемы
4.1.1. Уровни интеграции ИМС
4.1.2. Технологии производства интегральных схем
4.1.3. Особенности ИМС, выполненных по различным технологиям
4.1.4. Логические уровни
4.1.5. Допустимые диапазоны изменения логических уровней
4.1.6. Помехоустойчивость ИМС
4.1.7. Базовый элемент ТТЛ
4.1.8. Комбинационные логические схемы
4.2. Основные логические элементы
4.2.1. Логический элемент “И”
4.2.2. Логический элемент “ИЛИ”
4.2.3. Логический элемент “НЕ”
4.2.4. Логический повторитель
4.2.5. Логический элемент “И-НЕ”
4.2.6. Логический элемент “ИЛИ-HE”
4.2.7. Логический элемент “Исключающее ИЛИ”
4.2.8. Логический элемент “Исключающее ИЛИ-HE”
4.2.9. Взаимозаменяемость логических вентилей
4.3. Логические элементы с открытым коллекторным выходом
4.3.1. Применение вентилей с открытым коллектором
4.4. Логические элементы с тремя состояниями
4.4.1. Работа на общую шину
4.5. Цифровые триггеры
4.5.1. RS - триггер
4.5.2. RS-триггер
4.5.3. JK-триггеры
4.5.4. Синхронизируемый (тактируемый) JK - триггер
4.5.5. D - триггер или триггер задержки (D - delay - задержка)
4.5.6. Т - триггер (счетный триггер)
4.5.7. Триггер Шмитта
4.6. Регистры
4.6.1. Регистры памяти
4.6.2. Сдвигающие регистры
4.6.3. Сдвигающие регистры на D - триггерах
4.6.4. Регистры сдвига на JK-триггерах
4.6.5. Кольцевые регистры
4.6.6. Регистры сдвига с параллельным вводом
4.7. Двоичные счетчики
4.7.1. Синхронные (параллельные) счетчики
4.7.2. Универсальный двоичный реверсивный синхронный четырехразрядный счетчик
4.8. Двоично-десятичные счетчики и делители частоты
4.8.1. Двоично-десятичные коды
4.8.2. Структура двоично-десятичного счетчика
4.8.3. Делитель частоты с переменным коэффициентом деления
4.9. Мультиплексоры
4.10. Демультиплексоры (дешифраторы)
4.11. Шифраторы
4.12. Сумматоры и полусумматоры
4.13. Цифровые компараторы
4.14. Полупроводниковые запоминающие устройства
4.15. Оперативные запоминающие устройства
4.15.1. Динамические свойства ОЗУ
4.16. Постоянные запоминающие устройства
4.16.1. Перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ)
4.17. Программируемые логические матрицы
4.17.1. Сравнение эффективности реализации логических функции на ПЗУ и ПЛМ
4.18. Базовые матричные кристаллы
4.18.1. Конструкция БМК
4.18.2. СБИС с изменяемой внутренней структурой
4.18.3. Матрицы “Море вентилей”
4.18.4. Перепрограммируемые матричные СБИС
4.19. Арифметико-логические устройства
4.19.1. Вычитание двоичных чисел
4.19.2. Арифметическое вычитание
4.19.3. Арифметическое умножение двоичных чисел
4.20. Микропроцессоры и микро-ЭВМ
4.20.1. Основные архитектурные принципы микропроцессорных систем
4.20.2. Микропроцессорный комплект среднего быстродействия К587
5. Дискретные электронные цепи
5.1. Дискретные электронные цепи
5.1.1. Диодные ключи
5.1.2. Транзисторные ключи на биполярных транзисторах
5.1.3. Динамические режимы ключа
5.2. Особенности представления цифровых сигналов
5.2.1. Основы анализа логических схем
5.2.2. Логические элементы
5.3. Аналого-цифровое преобразование сигналов
5.3.1. Время-импульсные АЦП
5.3.2. АЦП следящего уравновешивания
5.3.3. АЦП пространственного кодирования
5.3.4. Частотно-импульсные АЦП
5.3.5. Цифро-аналоговые преобразователи
6. Проектирование цифровых устройств
6.1. Комбинационные и последовательностные цифровые устройства
6.1.1. Машина Тьюринга
6.1.2. Способы описания последовательностных конечных автоматов
6.2. Булева алгебра
6.2.1. Основные законы Булевой алгебры
6.2.2. Функционально-полный базис
6.3. Взаимосвязь степеней детализации проектов с уровнем абстракции представления алгоритмов
6.4. Анализ цифровых устройств
6.5. Синтез цифровых устройств в базисе логических элементов
6.6. Синтез комбинационных логических схем в базисе мультиплексоров и демультиплексоров
6.6.1. Реализация двухразрядных цифровых компараторов на мультиплексорах
6.6.2. Синтез комбинационных логических схем на демультиплексорах (DC)
6.6.3. Система переключательных функций дешифратора (DC) при использовании стробирования
6.7. Минимизация комбинационных логических схем на вентилях
6.7.1. Минимизация с помощью карт Карно
6.7.2. Правила построения карт Карно
6.7.3. Основные операции при минимизации с помощью карт Карно
6.8. Минимизация комбинационных логических схем на элементах высокого уровня интеграции
6.9. Проектирование схем на матричных СБИС
6.10. Жесткая логика и микропроцессоры: новые пропорции старого дуализма
Литература