Podstawy elektroniki i techniki cyfrowej

Podstawy elektroniki i techniki cyfrowej

Autor: Roman Krasowski
ISBN: 9788328909755 
Format: 158x235
Oprawa: miękka
Liczba stron: 440

Lekko, łatwo i przyjemnie o sprawach nie zawsze prostych

Książka powstała z myślą o studentach informatyki i o każdym, kto przygotowuje się do pracy w zawodzie związanym z programowaniem i administrowaniem sieciami. A także z innymi obszarami, w których wiedza i umiejętności z zakresu informatyki są kluczowe, ale w których niebagatelne znaczenie ma również znajomość podstaw elektroniki. Ponieważ problemy elektryki, a także elektroniki analogowej i cyfrowej nie zawsze są proste do zrozumienia, nawet na bazowym poziomie, autor postanowił zaprezentować je w możliwie najprzystępniejszy sposób.

Czytelnik znajdzie więc w książce wiele rysunków i schematów wyjaśniających poglądowo kolejne tematy. Została ona pomyślana tak, by stymulować wyobraźnię odbiorcy w kierunku samodzielnego zrozumienia, co dany układ czy schemat przedstawia i jak działa. Przewodnik zawiera wiedzę o elektronice w zakresie, w jakim powinien ją opanować każdy przyszły absolwent informatyki, który chce się legitymować wykształceniem technicznym na solidnym, wartościowym dla pracodawców poziomie.

• Poznaj prawa, elementy i sygnały stosowane w elektronice
• Dowiedz się, jak działają elementy półprzewodnikowe, diody, tranzystory
• Zrozum rolę wzmacniaczy i kompaktorów
• Przyjrzyj się najważniejszym układom, na których bazuje elektronika

Spis treści:

Rozdział 1. Podstawowe wiadomości o prawach, elementach i sygnałach używanych w elektronice

1.1. Podstawowe wiadomości o prawach stosowanych w elektronice
1.2. Źródła sygnałów
1.2.1. Źródło napięciowe
1.2.2. Źródło prądowe
1.3. Sygnały
1.3.1. Sygnały sinusoidalne
1.3.2. Inne sygnały
1.3.3. Częstotliwości graniczne i czas narastania
1.3.4. Porównanie sygnałów
1.3.5. Źródła sygnałów
1.3.6. Transmisja mocy - dopasowanie energetyczne obciążenia
1.4. Uogólnione prawo Ohma
1.5. Elementy bierne używane w elektronice
1.5.1. Rezystor
1.5.2. Kondensator
1.5.3. Cewka
1.6. Czwórnikowa reprezentacja obwodu kształtującego
1.7. Dzielnik napięcia zależny od częstotliwości
1.7.1. Wprowadzenie
1.7.2. Filtr dolnoprzepustowy
1.7.3. Filtr górnoprzepustowy

Rozdział 2. Elementy półprzewodnikowe

2.1. Podstawowe własności półprzewodników
2.1.1. Poziomy energetyczne w atomie
2.1.2. Złącze p-n
2.1.3. Charakterystyka prądowo-napięciowa złącza
2.1.4. Wybrane właściwości złącza
2.2. Technologia wytwarzania monolitycznych układów półprzewodnikowych

Rozdział 3. Diody

3.1. Modele diod
3.1.1. Model diody idealnej
3.1.2. Model diody z uwzględnieniem napięcia progowego (dyfuzyjnego)
3.1.3. Model z uwzględnieniem napięcia progowego i rezystancji szeregowej złącza
3.2. Rodzaje diod
3.2.1. Diody prostownicze
3.2.2. Diody uniwersalne
3.2.3. Diody Zenera
3.2.4. Diody pojemnościowe - warikapy
3.2.5. Diody tunelowe
3.2.6. Diody Schottky'ego
3.2.7. Fotodiody
3.2.8. Fototranzystory
3.2.9. Diody elektroluminescencyjne LED (ang. Light-Emitting Diode)

Rozdział 4. Przyrządy półprzewodnikowe objętościowe

4.1. Hallotrony
4.2. Termistory
4.3. Fotorezystory

Rozdział 5. Układy diodowe

5.1. Podstawowe układy pracy (wybrane rozwiązania)
5.1.1. Prostowniki sieciowe
5.1.2. Stabilizatory napięcia
5.1.3. Układy automatycznego strojenia częstotliwości
5.2. Diody przełączające
5.3. Diodowe układy obcinające (przykłady)
5.4. Ogniwa fotowoltaiczne
5.5. Optoizolatory

Rozdział 6. Tranzystory

6.1. Tranzystory bipolarne
6.1.1. Konfiguracje pracy tranzystora
6.1.2. Charakterystyki statyczne
6.1.3. Modele tranzystorów
6.2. Tranzystory polowe - unipolarne
6.2.1. Tranzystor polowy złączowy
6.2.2. Tranzystor polowy z izolowaną bramką

Rozdział 7. Klasyfikacja wzmacniaczy

7.1. Wzmacniacz napięciowy
7.2. Wzmacniacz prądowy
7.3. Wzmacniacz transkonduktancyjny
7.4. Wzmacniacz transrezystancyjny
7.5. Wzmacniacz wielostopniowy

Rozdział 8. Układy tranzystorowe

8.1. Zastosowanie parametrów h do analizy wzmacniacza tranzystorowego
8.2. Właściwości wzmacniaczy z tranzystorami bipolarnymi w różnych konfiguracjach
8.2.1. Wzmacniacz w układzie wspólnego emitera (OE)
8.2.2. Wzmacniacz w układzie wspólnego kolektora (OC) - wtórnik emiterowy
8.2.3. Wzmacniacz w układzie wspólnej bazy (OB)

Rozdział 9. Właściwości wzmacniaczy z tranzystorami polowymi

9.1. Układ ze wspólnym źródłem OS (WS)
9.2. Układ ze wspólnym drenem (wtórnik źródłowy) OD (WD)
9.3. Układ ze wspólną bramką
9.4. Układy zasilania tranzystorów unipolarnych

Rozdział 10. Ciekawe układy tranzystorowe

10.1. Tranzystor jako źródło prądowe
10.2. Układ Darlingtona

Rozdział 11. Wzmacniacze szerokopasmowe

11.1. Układ kaskodowy

Rozdział 12. Wzmacniacze różnicowe

12.1. Definicja CMRR (ang. common mode rejection ratio) współczynnik tłumienia sygnału wspólnego
12.2. Wejściowe napięcie niezrównoważenia
12.3. Tranzystory polowe we wzmacniaczu różnicowym

Rozdział 13. Wzmacniacze mocy

13.1. Wtórnik emiterowy
13.2. Komplementarne wtórniki emiterowe pracujące w klasie B
13.3. Komplementarne wtórniki emiterowe w klasie AB
13.4. Wzmacniacze mocy klasy C oraz D
13.5. Stopień mocy we wzmacniaczach operacyjnych

Rozdział 14. Sprzężenie zwrotne - feedback

14.1. Wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym
14.2. Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na właściwości wzmacniaczy

Rozdział 15. Wzmacniacze operacyjne

Rozdział 16. Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych

16.1. Wzmacniacz odwracający fazę
16.2. Wzmacniacz nieodwracający fazy
16.3. Sumator
16.4. Układ odejmujący
16.5. Układ mnożący napięcie przez stały współczynnik
16.6. Generator funkcji - układ logarytmujący
16.7. Generator funkcji wykładniczej
16.8. Źródło prądowe sterowane napięciem
16.9. Źródło prądowe z wykorzystaniem tranzystora
16.9.1. Źródło prądowe sterowane prądem - wtórnik prądowy (lustro prądowe)
16.10. Integrator - układ całkujący
16.10.1. Integrator nieodwracający
16.11. Układy różniczkujące

Rozdział 17. Komparatory

Rozdział 18. Filtry aktywne

18.1. Realizacja filtrów pierwszego rzędu
18.2. Filtry drugiego rzędu
18.3. Filtry pasmowo-przepustowe

Rozdział 19. Układy zasilające

19.1. Transformatory sieciowe
19.2. Prostowniki sieciowe
19.3. Stabilizatory
19.3.1. Stabilizatory impulsowe
19.3.2. Modulator szerokości impulsów - Pulse Width Modulator (PWM)

Rozdział 20. Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe

20.1. Przetwarzanie - pojęcia podstawowe
20.1.1. Parametry przetwarzania
20.1.2. Źródła błędów
20.1.3. Efekt aliasingu
20.2. Przetworniki analogowo-cyfrowe ADC
20.2.1. Przetworniki typu flash
20.2.2. Przetworniki licznikowe
20.2.3. Przetworniki typu delta-sigma ?? jednobitowe
20.2.4. Przetworniki z podwójnym całkowaniem
20.3. Przetworniki cyfrowo-analogowe DAC
20.3.1. Przetworniki typu ważone R
20.3.2. Przetworniki typu R-2R

Rozdział 21. Układy cyfrowe - podstawowe pojęcia, definicje

21.1. System binarny i algebra Boole'a
21.2. Układy cyfrowe
21.3. Sygnał cyfrowy
21.4. Podstawowe parametry układu cyfrowego
21.4.1. Szybkość działania
21.4.2. Moc pobierana/rozpraszana
21.4.3. Odporność na zakłócenia
21.4.4. Elastyczność łączeniowa
21.4.5. Skala integracji

Rozdział 22. Podstawowe funktory logiczne

22.1. Negacja - NOT, NIE; inwerter, negator
22.2. Suma logiczna - OR, LUB
22.3. Suma logiczna zanegowana (negacja sumy logicznej) - NOR, LUB-NIE
22.4. Iloczyn logiczny - AND, I
22.5. Iloczyn logiczny zanegowany (negacja iloczynu logicznego) - NAND, I-NIE
22.6. Suma modulo - XOR, EXCLUSIVE-OR, WYŁĄCZNIE-LUB

Rozdział 23. Funkcje większej ilości zmiennych

Rozdział 24. Upraszczanie funkcji metodą tablic Karnaugha

Rozdział 25. Podstawowe techniki realizacji

25.1. DTL (ang. Diode-Transistor Logic) / RTL (ang. Resistor-Transistor Logic)
25.2. TTL - Transistor Transistor Logic
25.2.1. Inne funktory logiczne realizowane w technologii TTL
25.2.2. Różne ciekawe rozwiązania powstałe na bazie technologii TTL
25.2.3. Zasady sterowania i układy sprzęgające
25.3. Technologia MOS - Metal Oxide Semiconductor
25.3.1. Realizacja podstawowych funktorów logicznych w technologii MOS
25.3.2. Realizacja podstawowych funktorów logicznych w technologii CMOS
25.3.3. Porównanie struktur wykonanych w technologii TTL oraz CMOS

Rozdział 26. Przerzutniki

26.1. Przerzutniki bistabilne
26.1.1. Przerzutniki typu RS
26.1.2. Przerzutniki typu D
26.1.3. Przerzutniki typu JK
26.1.4. Realizacja różnych odmian
26.1.5. Podsumowanie wiadomości o przerzutnikach bistabilnych
26.2. Przerzutniki monostabilne
26.2.1. Detektor zbocza impulsu jako najprostsza realizacja
26.2.2. Realizacja umożliwiająca kształtowanie długości impulsu
26.2.3. Realizacja jako układ scalony
26.2.4. Timer 555
26.3. Przerzutniki astabilne - generatory fali prostokątnej
26.3.1. Przerzutniki astabilne - realizacja na kondensatorze
26.3.2. Przerzutniki astabilne - realizacja z użyciem bramek zlinearyzowanych
26.3.3. Realizacja stabilnego generatora drgań z użyciem kwarcu
26.3.4. Generator przebiegu prostokątnego stabilizowany rezonatorem kwarcowym

Rozdział 27. Złożone, sekwencyjne układy cyfrowe

27.1. Liczniki
27.1.1. Liczniki asynchroniczne
27.1.2. Liczniki synchroniczne
27.1.3. Liczniki zliczające do dowolnego n
27.2. Liczniki rewersyjne
27.2.1. Mikrooperacja
27.3. Wybrane scalone liczniki firmowe
27.4. Generator sekwencji
27.5. Detektor sekwencji

Rozdział 28. Hazard

Rozdział 29. Automaty stanów skończonych FSM

29.1. Automaty Moore'a oraz Mealy'ego
29.1.1. Automat Moore'a
29.1.2. Automat Mealy'ego
29.2. Projekt detektora sekwencji 110
29.2.1. Realizacja projektu jako automat Moore'a
29.2.2. Realizacja projektu jako automat Mealy'ego

Rozdział 30. Rejestry

30.1. Rejestry przesuwne
30.1.1. Rejestr SISO
30.1.2. Rejestr SIPO
30.1.3. Rejestr PISO
30.1.4. Rejestry równoległe PIPO
30.2. Rejestry uniwersalne

Rozdział 31. Multipleksery

Rozdział 32. Demultipleksery/dekodery

Rozdział 33. Konwertery kodów

Rozdział 34. Złożone kombinacyjne układy cyfrowe - przykłady

34.1. Klawiatura 64-stykowa
34.2. Sekwencyjne wyświetlanie cyfr

Rozdział 35. Układy arytmetyczne

35.1. Sumatory
35.1.1. Sumator dwójkowy - półsumator
35.1.2. Pełny sumator
35.2. Subtraktory (układy odejmujące)
35.3. Sumowanie wielobitowe - metody przyspieszania sumowania
35.3.1. Antycypowanie przeniesień
35.3.2. Sumowanie szeregowe

Rozdział 36. Kody zapisu liczb ze znakiem

36.1. Komplementer (układ realizujący przeniesienie do jeden U1)
36.2. Komplementer do dwóch U2

Rozdział 37. Układy stosowane w jednostkach wykonawczych procesorów

37.1. Sumator dziesiętny BCD
37.2. Komparatory
37.3. Układy generowania i kontroli parzystości
37.4. Jednostki arytmetyczno-logiczne ALU

Rozdział 38. Programowalne struktury logiczne - układy PLD (ang. Programmable Logic Devices)

38.1. Układy SPLD
38.2. Układy CPLD
38.3. FPGA - Field programmable Gate Array - programowalne matryce bramkowe
38.3.1. Konfigurowalne bloki logiczne
38.3.2. Moduły logiczne
38.4. Programowanie za pomocą języków opisu sprzętu - HDL (ang. Hardware Description Language)
38.5. Podstawowe elementy - jednostki projektowe VHDL
38.6. Przykład kompletnego opisu
38.7. Diagram przepływu
38.7.1. Symulacja funkcjonalna
38.7.2. Synteza
38.7.3. Programowa realizacja - Software Implementation
38.7.4. Symulacja czasowa (ang. timing simulation)
38.7.5. Device programming (downloading)

Literatura

Skorowidz