Читать онлайн «Элементы и узлы электронных и оптико-электронных приборов»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО А. Л. Андреев, В. В. Коротаев ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ ЭЛЕКТРОННЫХ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Санкт-Петербург 2015  Андреев А. Л. , Коротаев В. В. Элементы и узлы электронных и оптико-электронных приборов, Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО, 2015. – 150 с. Рассматриваются базовые элементы и узлы, которые могут входить в структуру функциональных модулей предпроцессорной обработки аналоговых и бинарных сигналов, а также модулей управления различными исполнительными устройствами ОЭС. Приводятся различные примеры типовых модулей обработки, преобразования и сопряжения сигналов, которые могут применяться в структуре аппаратных средств ОЭС различного назначения. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 12. 03. 02 «Оптотехника» и специальности 12. 05. 01 «Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения». Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области приборостроения и оптотехники для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 12. 03. 02 «Оптотехника» и специальности 12. 05. 01 «Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения» протокол №5 от 01. 09. 2015. Университет ИТМО – ведущий вуз России в области информационных и фотонных технологий, один из немногих российских вузов, получивших в 2009 году статус национального исследовательского университета. С 2013 года Университет ИТМО – участник программы повышения конкурентоспособности российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров, известной как проект «5 в 100». Цель Университета ИТМО – становение исследовательского университета мирового уровня, предпринимательского по типу, ориентированного на интернационализацию всех направлений деятельности.  Университет ИТМО, 2015 Андреев А. Л. Коротаев В. В. , 2015  Содержание Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4 1 Базовые элементы обработки аналоговых сигналов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5 1. 1 Операционные усилители. Общие определения, параметры и характеристики. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5 1. 2 Типовые схемы включения операционного усилителя ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11 1. 3 Электронные ключи и коммутаторы аналоговых сигналов ... ... ... ... ... ... . 22 1. 4 Фотоприёмный узел на основе пары фотодиод – операционный усилитель ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36 1. 5 Координатно-чувствительный фотоприёмный узел на основе четырёхэлементного фотодиода ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 41 2 Базовые элементы и узлы обработки бинарных сигналов ... ... ... ... ... ... ... ... . 47 2. 1 Базовые логические элементы наиболее распространённых серий цифровых интегральных схем ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 47 2. 2 Виды технико-экономических и эксплуатационных параметров, предопределяющих выбор элементной базы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 52 2. 3 Комбинационные логические схемы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 53 2. 4 Последовательные логические схемы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 63 2. 5 Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) ... ... ... ... ... 76 2. 6 Устройства сопряжения узлов обработки аналоговых и бинарных сигналов в составе аппаратных средств ОЭС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 79 3 Типовые модули обработки, преобразования и сопряжения сигналов в структуре аппаратных средств ОЭС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 87 3. 1 Управление светодиодами... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 87 3. 2 Управление электромагнитными реле ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 91 3. 3 Управление шаговыми двигателями ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 99 3. 4 Оптроны и их применение в функциональных модулях электронного тракта ОЭП... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 104 3. 5 Фиксаторы уровня и пиковые детекторы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 115 3. 6 Устройство выборки–хранения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 121 3. 7 Модуль предварительной обработки видеосигнала ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 123 3. 8 Узлы сопряжения аппаратных средств ОЭС с цифровыми вычислительными устройствами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 125 4 Пример использования некоторых модулей предварительной обработки сигналов в структуре оптического локатора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 130 Заключение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 141 Литература ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 142 3 Введение Процесс проектирования современных оптико-электронных систем (ОЭС) обычно включает решение комплекса задач, связанных с разра- боткой аппаратных средств и соответствующего программного обеспече- ния.