Негізгі бөлім

     Мазмұны 

     Кіріспе ..............................................................................................................    

1. Негізгі  бөлім...............................................................................................

     1.1. Шифраторлар мен дешифраторларға жалпы

     сипаттама...........................................................................................................

     1.2. Әртүрлі  типтердегі  шифраторлардың   

      сұлбалары........................................................................................................

     1.3. Дешифраторларды   сипаттаушы 

       функциялар...................................................................................................

4. К155РЕЗ микросхемасындағы 

     дешифратор.....................................................................................................

     Қорытынды....................................................................................................

Пайдаланылған  әдебиеттер ........................................................................                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе.

 

             Ғылыми-техникалық революция мен  оның өсу қарқыны көп жағдайда  электрониканың дамуымен анықталды.  Электроника-электрондардың электромагниттік өрістерімен өзара әсері жөніндегі ғылым. Электроника электромагниттік энергияның түрленуін, күшеюін, электромагниттік тербелістердің қабылдануын, инфрақызыл, вакуумдық, рентгендік спектрлердің шашырауын, информацияны беру, өңдеу және сақтауды, сондай-ақ оларды әртүрлі процесстерді басқаруға қолдануды қарастырады.Бұл электрониканың ғылымда, техникада, күнделікті тұрмыста кеңінен қолдануына саяды.

            Электроника вакуумдық, қатты  денелік және кванттық болып  бөлінеді. Қатты денелік электрониканың негізгі бөлімі жартылай өткізгіштер, олардың қасиеттері мен қолданылуы жайлы ілім болып табылады, сондай-ақ жартылай өткізгішті приборларға диодтар, транзисторлар, тиристорлар, оптондар, әсіресе, ЭВМ-ге негізделген интегралдық схемаларды пайдалану әдістері енеді.

             Қазіргі  күндері сандық қондырғылар   аналогты  қондырғыларды  ысырып,  техникада  өз орнын тауып келеді.  Бұл күндері сандық қондырғылардың  ішінде  көптеп  қолданылатын  түрлеріне: триггерлер,  мультиплексорлар, демультиплексорлар,  шифраторлар, дешифраторлар, санағыштар, сумматорлар  жатады.

Сандық қондырғылар  аналогты  қондырғылардан  айырмашылығы мұнда  сиганлдар  аналогты сандақ түрлену құрылғысынан  және сандық индикаторлардан  тұрады. Аналогты сандық түрлену  процесі  өзі  үш кезеңнен  тұрады.  Бірінші  процесс дискреттеу процесі,  екінші  процесс квантталу  процесі болса, үшінші  процесс кодталу  процесс болып табылады. Яғни  мұнда  қарапайым  сигнал  екілік  сан түрінде  түрленіп,  сандық индикаторлар   арқылы  позициялық  сан  түрінде  беріледі.

 

 

 

1. Шифраторлар  мен  дешифраторларға  жалпы  сипаттама

 

Шифратор — импульстерді кодтауға (шифрлауға), яғни берілетін  пәрмендерді (мысалы, ракетаға) шартты белгілерге (сигналдарға) айналдыратын телебасқарушы және телеөлшегіш кондырғылардың тасымалдаушы негізгі блоктарының бірі. Қабылдағыш кемерлік аппаратура берілген импульстің қай пәрменге жататынын ажыратуы үшін соңғысы белгілі ара қашықтықта, әрбір пәрмен үшін қатаң тіркеспен берілуі тиіс. Шифраторға сондай-ақ нөсер разряды мен немесе қарсыластар туғызатын өндірістік кедергілер мен радиокедергілер әсер етуі мүмкін. Кемердегі қабылдагыш шифрлаған командалар дешифраторға түсіп, анықталады.

Шифратор:

    1. Аналогті  аудио немесе бейне сигналдарды  сандық түрге айналдыратын түрлендіргіш.

    2. Сандық сигналдардың  немесе кодалардың бір форматтан  екіншіге айналдыратын түрлендіргіш. Қайта кодаланатын акпараттың (жалпы  қолданысты немесе конфеденциалды) типіне байланысты кодалаушы  немесе шифратор деп аталуы  мүмкін.

Дешифратор (фр. dechiffrer - шешу) — байланыста ұшақтарда, телебасқаруда  тек дұрыс кодталған сигналдар  мен пәрмендерді қабылдауға, сондай-ақ оларды ракетанын, ұшақтын атқарушы орғандарына әсер ететін сигналдарға  айналдыруға арналған құрал. Қабылдаушы кондырғыға түсетін көптеген электр импульетерінін ішінен дешифратор тек белгілі бір импульстер жиынтыгын кабылдайды. Атмосфералық разрядтар мен қарсыластар жасаған кедергілер дешифраторға әсер етпейді және оларды атқарушы орғандарга жібермейді. Дешифратор - кірістеріндегі сигналдар комбинациясының әрқайсысына шығыстарының тек қана біреуінде сигнал сәйкес келетін комбинацяилық логикалық схема. Дешифраторлар басқарушы жүйелерде кірістердегі сигналдар комбинациясына байланысты. Осы және басқа тізбектерге басқарушы әрекеттерді беру үшін қолданылады. Сонымен қатар дешифраторлар кодтарды түрлендіруде мысалы, екілікті немесе екілік оңдықты оңдыққа түрлендіруде кең қолданылады. Дешифратор газ разрядты индикаторлармен жұмыс істеугне арналған. Дешифраторға кері функцияны атқаратын құрылғы шифратор немесе кодер деп аталады.

          Шифратор (кодер) -  басқа  сөзбен   айтқанда  шифраторлар  позициялық  сандарды  екілік  сандар  түріне  түрлендіруші құрылғы. Позициялық  санның екілік кодқа  түрленуін  мына  кесте арқылы  көрсетеміз:

 

Позициялық сандар								Екілік сандар
8	7	6	5	4	3	2	1	22	21	20
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	1
0	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0
0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	1
0	0	0	1	0	0	0	0	1	0	0
0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	1
0	1	0	0	0	0	0	0	1	1	0
1	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1

 

Көрнекі  болу  үшін  бірлік сандар диогональ  бойынша  орналасқан. Мұндағы  разрядтар ИЛИ-НЕМЕСЕ сұлбасы  бойынша  сипатталады:

1-сурет.  –Логикалық  элементтер  түрінде  сипатталған  шифратор

 

Дешифратор (декодер) –  керісінше  екілік  кодталған  санды  позициялық сандар   түріне  түрлендіруші  құрылғы. Яғни  басқа сөзбен айтқанда  дешифратор шифраторға  қарама-қарсы жұмыс атқаратын құрылғы. 

 

 

2-сурет. Логикалық   элементтер түрінде  көрсетілген дешифратордың  сұлбасы

 

1.2. Әртүрлі  типтердегі шифраторлардың сұлбалары

3-сурет. Шифратордың   символикалық  сұлбасы

 

4-сурет. Логикалық   элементтер көмегімен  сипатталған   шифратордың  сұлбасы.

4-а  суреттегі   логикалық  ИЛИ-НЕ (НЕМЕСЕ-НЕ) логикалық   элемент түрінде  сипатталған   сұлбаны  төмендегі  формуламен  сипаттаймыз

 

4-б-суреттегі  логикалық   элементті  мына  формуламен  сипаттаймыз:

1.3. Дешифраторларды   сипаттаушы  функциялар.

 

             Жоғарыда  айтылғандай  дешифратор (декодер) комбинациялық құрылғы  онымен қатар  дешифраторларды  екілік, үштік, п-дік логикалық операцияларды  орындайтын  цифрлық қондырғылар қатарына  жатқызуға  болады. Екілік  дешифратор келесі принцип  бойынша  жұмыс  атқарады. xN − 1xN − 2...x0. Төмендегі  суретте екілік  дешифратордың құрылымдық  схемасы  көрсетілген.

 

 

5-сурет. Екілік  дешифратордың  құрылымдық  сұлбасы.

Бұл дешифратор келесі функциямен  сипатталады:

 

1.4. К155РЕЗ микросхемасындағы  дешифратор

 

 Қазіргі  күндері   дешифраторларды  көптеген түрлері  шығарылады, негізінен бұл элемент  индикаторларды  басқару  үшін  қолданылады.  Қазіргі  күндері  мына типті  микросхемаларда  қолданылаьын  дешифраторлар   белгілі: К155ИД1, К155РЕ22, К155РЕ23, К161ПР1, К514ИД1, К514ИД2.  Бұл дешифраторлардың  барлығы өте  сирек  кездеседі, әрі  барлық  сұранысты қанағаттандырмайтындықтан, индикаторларды  басқару  үшін К155РЕЗ. Типті  бағдарламалау құрылғысы  қолданылады.

 

 

6-сурет. Индикация  жасайтын  дешифратордың  сұлбасы

 

Микросхема К155РЕЗ  микросхемасы арқылы  қажетті  функцияларды  атқаратын дешифраторлар  жасау  үшін  қолданылады.

7-сурет. К176ИД1 және  К561ИД1 микросхемалы дешифраторлардың  сұлбасы.

8-сурет. Сұйық  кристаллды  индикатордың  сұлбасы

  Дешифраторрдың кез-келген теңдеуі конъюкция және дизъюнкция  түрінде беріледі.

9-сурет.

 

 

10-сурет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды.

 

       Жалпы  айтқанда сандық қондырғылар  ғылыми прогрестің дамуына, соның ішінде электроника мен микроэлектроника, радиотехниканың дамуына қарай техникада өзіне лайықты орын алуда. Біздің техникалық құралдардың барлығы дерлік жартылай өткізгіштерден жасалғаны бізге мәлім. Жартылай өткізгішті материалдардың қасиеті табиғатта басқа еш бір материалдарда кездеспейді. Жартылай өткізгіштер негізінде көптеген құрылғылар жасалған, оларға: транзисторлардың түрлері, тиристорлар, диодтар, терморезисторлар, электронды вольтметрлер мен амперметрлер жатады. Қарапайым, күнделікті қолданылып жүрген теледидар мен магнитафондар, компьютероердің өзі қазіргі таңда жартылай өткізгіштерден жасалған

        Осы жұмыс барысында негізінен  жартылай өткізгішті құралдардың  ішіндегі жартылай өткізгішті диодтың бір түрі болып табылатын тунельдік диодтарға сипаттама беріліп, олардың жалғану схемасы көрсетіліп, берілу және тиімділік коэффиценттерінің формулалары қорытылынып шығарылынды.

Сонымен әр алуан жартылай өткізгішті құрылғылардың әрекеті  р-п ауысудың қасиеттерін пайдалануға негізделген екен. Бұл құрылғыларға әр түрлі жартылай өткізгішті құрылғылар жататыны жоғарыда айтылды.

Жалпы диодтар түзеткіш , импульсты, жоғары жиілікті, тунельдік  диодтар болып бірнеше түрге  бөлінеді.  Диодтардың көмегімен  жиілігі әрі қуаты әр түрлі айнымалы токты тұрақты токка айналдыруға болады.  Осы жұмыста айтылған тунельдік диод жапонияда құрастырылған. Бұл диодтарда жоғарыдағы көрсетілген қызметтерді атқарып, микроэлектроника әлеміне өз үлесін қосып отыр.

         Қазіргі кезде планарлы микротехнология мен жартылай өткізгішті элементтернегізінде алынған микросхемалар үстемдік етіп тұрғанымен таяу арада функциналдық микроэлектроникатехниканың көп саласын қамтитын олады. Қазіргі кезде бионикаға жанасатын, яғни электроникада функционалдық компоненттермен құрылғыларды құру үшін молекулалық комплекстермен жеке молекулалардың қасиетін пайдалану бағытында жұмыс жүргізілуде. Тірі клеткаларды түзу кезінде табиғат молекулалық деңгейде ауқымды байланыс түрлерін пайдаланды, ал бұл жәйт әлі де түсініксіздеу, ғылыми тұжырымдамасы жоқ, бірақ күрделі органикалық жартылай өткізгішті зерттеу барысында ол ашылып сырын аша түсті.  Бұл күндері қолданыста жүрген көптеген жартылай өткізгішті диодтардың ішінде стаблитрондар, варисторлар, терморезисторларды атап өтуге болады.

      Жалпы   жартылай өткізгішті диодтар  электроникада көптеген қондырғыларда,  атап айтқанда радиобайланыста,  күшейткіштерде кеңінен қолданылады.  Жартылай өткізгішті диодтар  жайында айта отырып, көптеген  негізгіэлементтерді сұрыптауға болады.

      Сонымен  қатар, өндіретін импульс  түріне  қарай импульстік жартылай өткізгішті  диодтар үшбұрышты, тік төртбұрышты,  қоңырау тектес болып келеді.

      Қазіргі  техника мен электроникада   кең қолданыс тапқан  сандық қондырғылар қолданылатын құрылғылары ретінде бірінші орында мультивибраторлар менблокинг-генераторлар жатады.  Мультивибраторлар шығаратын импульмтің ұзақтығы мен үзілісі шамалас болса, блокинг-генераторларда  олардың айырмашылығы айтарлықтай үлкен болады да ол қысқа да қуатты да импульстерді  алуға пайдаланылады. еді.

       Бұл  күндері қолданыста жүрген кез-келген  жартылай өткізгішті материалдан  жасалған   элементтердің техника  мен электроникада алатын орны  ерекшеленіп, айтылып кткен. 

      Жалпы  табиғатта  осы жартылай өткізгішті материалдар өздігінен болмайды, жартылай өткізгіштерді  негізінен жасанды жолмен белгілі бір реакция немесе әсер арқылы алады. Жартылай өткізгіштіматериалдардан жасалған элементтерсіз бұл күндері еш қандай құрылғыларды  жасау мүмкін емес. Жартылай өткізгішті материалдарға немесе элементтерге германий, кремний, силициум сияқты элементтер жататыны жоғарыда атап, өтілді.  Негізінен мұндай элементтердің басқа  материалдарға қарағанда артықшылығы өте көп. Жалпы айтқанда.  Жартылай өткізгіштер дегеніміз өткізгіштер мен диэлектриктер арасында жататын элеменььерді айтамыз . Яғни қасиеті жағынан жартылай өткізгішті элементтер  өткізгіштер мен диэлектриктер қасиеттеріне  бірдей тән болады екен.  Өткізгіштерде, яғни металлдарда негізгі ток тасымалдаушлар ретінде  электрондар немесе еркін электрондар негізгі ток тасымалдаушы рөлін атқарса,  диэлектриктерде ток тасымалдайтын бөлшектер немесе еркін электрондар жоқ. Мұнда еркін электрондар тастап кеткен бос орын кемтіктер ғана болады.  Кемтіктер ток тасымалдау қабілетіне ие болмағандықтан, диэлектриктер  ток өткізбейтін элементтерге немесе  изоляторларға жатқызылады.   Сонымен жартылай өткізгіштердің құрамында электр тогын тасымалдаушы электрондар мен   кемтіктерден тұрады екен.  Сондықтан жартылай өткізгішті  материалдардан жасалған элементтер немесе құрылғылар өте тиімді болып отыр. Себебі мұндай құрылғылар екі жақты қасиетке ие. Жалпы айтқанда жартылай өткізгіштердің техникада алатын орны ерекше.  Жартылай өткізгіштердің табиғаты жайлы осы жұмыс барысында тереңірек  сөз қозғалды, және осы материалдардан жасалған тунельдік диодтардың жұмыс істеу принципі айтылды.