Сигнали дигиталне логике

How the blockchain is changing money and business | Don Tapscott (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Сигнали дигиталне логике

Дигитални кругови


Питање 1

Реостат (променљиви отпорник) и прекидач су и примери електричних компоненти који показују различите степене проводљивости:

Које од ових уређаја би се сматрало дискретним и које би се сматрало континуирано у смислу њихове електричне проводљивости "# 1"> Открити одговор Сакри одговор

Непрекидна количина је она која се може глатко мијењати од једне екстремне вриједности на другу, док је дискретна количина она која може претпоставити само коначни (ограничени) број различитих стања. Овде, реостат показује непрекидно подесиви електрични континуитет док је прекидач дискретан јер може бити само провод или непровођење.

Следеће питање: која је разлика између континуалног напона и дискретног напона?

Напомене:

Сврха овог питања јесте да ученици мисле у смислу "дигиталних" количина, који по својој природи нису континуирани. Пошто се већина електроничких наставних планова фокусира на континуиране количине пре дискретних, добро је што ученици размишљају о инхерентној једноставности дискретног кола и компоненти након проучавања континуалног (аналогног) кола.

Питање 2

Дигитално логичко коло користи дискретне напонске нивое: сваки улази за "улазни улаз" и излазе напоне који се сматрају "високим" или "ниским". Дефинишите шта оба термина значе у дигиталном логичком склопу снаге од 5 волти ДЦ.

Открити одговор Сакриј одговор

"Хигх" = (скоро) 5 волти између улаза / излаза улазне и излаза.

"Низак" = (скоро) 0 волти између улаза / излаза и подлоге.

Напомене:

Ово је врло једноставан концепт, али је вредно покривати у свом питању само да би били сигурни да ниједан ученик не схвата разумно када се концепт касније примењује.

Питање 3

Одредите нивое логике (било "високе" или "ниске") на свакој од испитних тачака у овом кругу са прекидачем у отвореном положају, као и статусом транзистора и ЛЕД-а:

В ТП1 = ( висока или ниска "# 3"> Открит одговор Сакриј одговор

В ТП1 = висока
В ТП2 = висока
В ТП3 = ниско
В ТП4 = висока
Трансистор = офф
ЛЕД = офф

Следеће питање: показати како бисте израчунали разумне вредности за два отпорника у овом кругу.

Напомене:

Ово питање примењује концепте "високих" и "ниских" напонских сигнала у једноставни транзисторски круг, прегледајући операцију транзистора у процесу.

Питање 4

Ако треба да направимо дискретни логички сигнал ("високи" или "низак") са механичког прекидача, најразличитији начин за то је коришћење једнополног прекидача са двоструким бацањем (СПДТ) овако:

У положају "Хигх", прекидач директно повезује сигналну линију на + В, обезбеђујући високо стање логике; у положају "Ниска", прекидач директно повезује сигналну линију на земљу, обезбеђујући ниско логичко стање. Шта би могло бити једноставније "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/03001к02.пнг">

Проблем се често појављује са таквим конфигурацијама, јер у отвореној позицији не постоји веза са + В или не. Другим ријечима, ове двије СПСТ конфигурације произведу потпуно исте неодређено логично стање ("плутајуће") када су њихови одговарајући прекидачи отворени. Да би се то поправило, често се додају отпорници таквих кругова:

Објасните које функције служе отпуштени и отпорни отпорници, и зашто их упућују та имена.

Открити одговор Сакриј одговор

Отпорници "пуллдовн" и "пулл уп" чине тачно оно што њихова имена подразумевају: они повлаче логичко стање жице у правцу супротно ономе што прекидач ради када је затворен.

Следеће питање: да бисте боље разумели сврху ових отпорника, испитујте следеће кругове без избацивања и подигните отпорнике како бисте утврдили која ће логична стања жица бити на оба положаја прекидача. Затим додајте или одбаците отпорнике и поново проучите кругове:

Питање изазова: како израчунати одговарајући отпор (у охмима) за отпуштање или подизање отпорника "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/03001к04.пнг">

Напомене:

Ако студенти не разумеју сврху ових отпорника након читања питања и истраживања њихових текстова, они требају када виде накнадно питање. Разговарајте о овом питању са ученицима, јер је концепт одбацивања и повлачења отпорника тај који збуњује неке ученике.

Питање 5

Уобичајена грешка коју су дали ученици нови у дигиталним колима јесте да се у шематски дијаграми, као иу кола које они изграде, уклањају отпорнике за повлачење или одбацивање. Проучите следеће шеме и утврдите да ли је отпорник у сваком од њих правилно постављен отпорник за повлачење или одбацивање или ако је неправилно постављен:

Открити одговор Сакриј одговор

Следеће питање: посебно идентификујте шта би било погрешно у сваком од "непрописних" кругова.

Напомене:

Ово је један концепт који сам пронашао да многи ученици имају потешкоћа ухватити, у суштини зато што укључује одређивање падова напона између двије тачке (жица и тла). То је проблем просторних односа, сличан Кирцххоффовим напонским законима, где студенти треба да сазнају колико је напона између две одређене тачке, с обзиром да је пад напона у неколико других парова тачака. Проведите време са својим ученицима који разговарају о овим колу, јер ће вам неки од ваших ученика вероватно не разумјети овај концепт први, други или чак трећи пут.

Препоручујем студентима да приступе "помишљеном експерименту" при одређивању ефикасности сваког кола приказаног овде: анализирајте излазни напон (логичко стање) за сваку од два положаја прекидача. Овај једноставан приступ обично помаже да се разјасни шта сваки коло ради и зашто "неприлична" кола не функционишу.

Питање 6

Логичка сонда је врло корисно средство за рад са дигиталним логичким круговима. Она указује на "високе" и "ниске" логичке стања помоћу ЛЕД-а, дајући визуелну индикацију само ако су нивои напона одговарајући за свако стање.

Ево шематски дијаграм за логичку сонду направљену помоћу компаратора. Сваки компаратор има потенциометар за подешавање прага, тако да се може подесити да индицира своје одговарајуће логичко стање само ако је напон сигнала добро унутар опсега које је одредио произвођач логике:

Објасните како ово коло функционише.

Открити одговор Сакриј одговор

Допустићу ти и твојим колегама да схвате како функционише ово коло!

Питање бр. 1: објашњавање како можете користити волтметар као логичку сонду за решавање проблема у дигиталном колу.

Питање за надгледање # 2: напишите формулу за израчунавање одговарајућих величине отпорника ограничења струје за две ЛЕД диоде у овом кругу, с обзиром на вриједност + В и ЛЕД напријед и струјне вриједности.

Напомене:

Важно је да ученици схвате да постоји одређени распон напона између загарантоване "високе" и гарантоване "ниске" стања која је неутврђена и да је ова кола логичке сонде дизајнирана да указује на овај опсег напона тако што не окреће ЛЕД укључен.

Ако време дозвољава, дискутирајте о неким предностима и недостацима коришћења волтметра као логичке сонде (нарочито дигиталног волтметра где је време ажурирања екрана може бити релативно дуго).

Питање 7

Утврдите да ли је свака од ових количина континуална или дискретна :

Отпор реостат:
Отпорност на прекидач:
Време представљено аналогним сатом:
Време представљено дигиталним сатом:
Количина новца на рачунима (рачуни и новчићи):
Број шљунака држан у руци:
Тежина особе, у килограмима или килограмима:
Излаз напона компаратором:
Излаз напона оперативним појачавачем:
Електрична проводљивост тиристора:
Открити одговор Сакриј одговор

Отпор реостат: континуиран
Отпорност прекидача: дискретна
Време представљено аналогним сатом: континуирано
Време представљено дигиталним сатом: дискретно
Количина новца на рачунима (рачуни и новчићи): дискретна
Број шљунака држан у руци: дискретан
Тежина особе, у килограмима или килограмима: континуирано
Излаз напона компаратором: дискретан
Излаз напона оперативним појачавачем: континуирано (ако се примјењује негативна повратна информација)
Електрична проводљивост тиристора: дискретна

Напомене:

Сврха овог питања јесте да ученици мисле у смислу "дигиталних" количина, који по својој природи нису континуирани. Важно је напоменути да концепти континуираних и дискретних количина нису ограничени на електронику, већ се налазе на различитим местима у свакодневном животу.

Треба напоменути да су неке од ових одредби субјективне. Излазни напон компаратором може се сматрати дискретним на великом временском нивоу, али постоји мјерљиви прелаз са "високог" напона на "низак" напон у којем је излазни напон негдје између пуних граница засићења.

Питање 8

Две рачунарске помагала антике су абакус и правило слајдова . Које од ових математичких инструмената би се сматрало "аналогним" и које би се сматрало "дигиталним" "# 8"> Открити одговор Сакри одговор

Слајд правила су аналогна, док абаци (абацус?) Су дигитални.

Напомене:

Један изазов за одговор на ово питање је да (млади) ученици схвате шта је правило слајдова!

Питање 9

У дигиталним електронским колима, битне вредности битова 0 или 1 су представљене у облику напона: ниска и висока логичка стања, респективно. Претпоставимо да морате ручно "уносити" логичко стање у један од игала логичког кола. На слиједећој илустрацији, логички круг (приказан као нејасан, сјењени правоугаоник) већ је испоручен са ДЦ напоном (+ В и тлом), а његов излаз означава ЛЕД. Све што је потребно је унос од вас:

Завршите овај схематски дијаграм тако што ћете укључити прекидач у цртежу, тако да ће у свакој од његових два положаја одређени "низак" или "висок" логички статус бити осјетљив улазним терминалом кола.

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Иако се то може чинити врло елементарно питање, важно је да ученици схвате како се логично каже у њиховим физичким представама. Често сам читао уџбенике и друге дигиталне инструкције за логику које одмах склоне студенту у боолеан анализу кругова врата, при чему све функционише изван апстрактних 0 и 1 (или "ниских" и "високих"), без правилног увођења електричне природе ове државе студентима. Запамтите, ваши студенти би требали бити добро упознати са електричним колима, укључујући аналогне транзисторе и оп амп кругове, па би започињање њиховог проучавања капија из електричне перспективе требало бити природно за њих. Тек након што схвате како су логичко стање представљене напонима, препоручујем вам расправу о капијама и таблама истине.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →