TC-prezentacja

Technika Cyfrowa
Seminarium Dyplomowe
Wydział Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Katedra Elektroniki
Kraków, 29 października 2012
Jan Dulęba , Piotr Widacha
1. W Parametry dynamiczne bramek to:
a) Czas konwersji
b) Czas narastania
c) Czas propagacji
1. W Parametry dynamiczne bramek to:
,
- czasy propagacji ze stanu 1 do 0 i 0 do 1
- średni czas propagacji
,,
- czas narastania i opadania sygnału
2. Stan metastabilności:
Przerzutnik lub inny układ sekwencyjny może stracić orientację, jeżeli
dane zmieniają się w czasie ustalenia ts, poprzedzającym pojawienie się
impulsu zegara.
a) stan metastabilny może się pojawić jeżeli dane zmieniają się w czasie
ustalenia, poprzedzającym pojawienie się impulsu zegara
b) stan, w jakim znajdzie się przerzutnik po wyjściu ze stanu metastabilnego
jest losowy
c) poziom napięcia na jego wyjściu przerzutnika może trwać w zawieszeniu w
okolicy progu przełączenia
d) przerzutnik w stanie metastabilnym może ustalić jakiś stan na wyjściu,
lecz po chwili samoistnie może zmienić ten stan na przeciwny
3 Licznik rewersyjny to:
a)Licznik dwukierunkowy
b) Licznik liczący tylko w tył
c) Licznik wymagający dodatkowego
sygnału sterującego
3 Licznik rewersyjny to:
Licznik liczący „do przodu” albo „do tyłu” w
zależności od sygnałów na wejściach
dodatkowych nazywamy licznikiem rewersyjnym.
Licznik rewersyjny (angielskie reversible
counter), układ licznika, mogący zarówno
zwiększać, jak i zmniejszać stan licznika. W tym
celu licznik rewersyjny ma dwa wejścia:
zegarowe do zwiększania i zegarowe do
zmniejszania albo zegarowe i sterujące rodzajem
przyrostu.
4 Schemat bramki XOR zrealizowanej za
pomocą bramek NOR przedstawia rysunek:
a)
b)
c)
5. Sumę oraz przeniesienie półsumatora
można wyrazić za pomocą funkcji (A, B –
wejścia półsumatora):
a) A  B (suma)
b) A  B (przeniesienie)
c) A + B
5. Sumę oraz przeniesienie półsumatora
można wyrazić za pomocą funkcji (A, B –
wejścia półsumatora):
6. Schemat układu w konfiguracji dwójki
liczącej przedstawia:
a)
b)
c)
d)
7. W charakterystyce przejściowej,
następujących bramek występuje histereza:
a)inwertera CMOS
b)bramki OC
c)bramki Schmitta
Bramka Schmitta- Przełączania bramki Schmitta
następuje przy przekraczaniu napięcia ok. 1,7V
przy narastaniu sygnału wejściowego i przy
napięciu ok. 0,9V przy opadaniu tegoż sygnału.
Bramki z układem Schmitta są stosowane na
wejściach układów cyfrowych do formowania
impulsów zwłaszcza przy silnych zakłóceniach.
7. W charakterystyce przejściowej,
następujących bramek występuje histereza:
8. Prawidłowe stany licznika
pierścieniowego to:
a) 10000100
b) 00010000
c) 01000010
8. Prawidłowe stany licznika
pierścieniowego to:
9. Licznikiem modulo m jest:
a) Licznik m-bitowy
b) Licznik liczący od m-1 do 0
c) Licznik liczący od 1 do 2m-1 i zwiększający
swój stan o 2 co cykl zegara
Jeżeli licznik przechodzi przez wszystkie stany
cykliczne (tzn. po przejściu N stanów cykl jest
powtarzany), to licznik taki nazywamy
licznikiem modulo N ( w skrócie mod N)
10 Funkcja axy’+ax’y+a’y jest równa:
a) (ax)  y
b) 1
c) a(x  y)
axy’ + ax’y + a’y = y(a’+ax’) + axy’ =
=y(a’+x’) + axy’ = y(ax)’+ axy’ = (ax)  y
10 Funkcja axy’+ax’y+a’y jest równa:
11 Prawo pochłaniania to:
a) x(x + y) = x
b) x(x + y) = y
c) x + (xy) = x
11 Prawo pochłaniania to:
Prawa dopełnienia (pd)
Prawa przemiennosci (pp)
(2.9) x + ¯x = 1;
(2.1) x + y = y + x;
(2.10) x · ¯x = 0.
(2.2) xy = yx;
Prawa idempotentnosci (p2x)
Prawa łacznosci (pł)
(2.3) (x + y) + z = x + (y + z); (2.11) x + x = x;
(2.12) x · x = x;
(2.4) (xy)z = x(yz);
Drugie prawa identycznosci
Prawa rozdzielnosci (pr)
(2.5) x + (yz) = (x + y) · (x + z); (p01)
(2.13) x + 1 = 1;
(2.6) x · (y + z) = xy + xz;
(2.14) x · 0 = 0;
Prawa identycznosci (pid)
Prawa pochłaniania (ppch)
(2.7) x + 0 = x;
(2.15) (x · y) + x = x;
(2.8) x · 1 = x;
(2.16) (x + y) · x = x;
12) W automacie Mealy’ego stany
wyjściowe zależą:
a) tylko od sygnałów wejściowych
automatu
b) tylko od stanu w jakim automat się
znajduje
c) od sygnałów wejściowych i stanu
poprzedniego automatu
12) W automacie Mealy’ego stany
wyjściowe zależą:
Związki opisujące tzw. automat Mealy’ego:
: A  X  A
: A  X  Y
Funkcje  i  to odpowiednio funkcja przejść i funkcja wyjść.
stany wejść: X = {X0, X1, ..., XN-1}, X = {x1, x2, ..., xn}
stany wyjść: Y = {Y0, Y1, ..., YM-1}, Y = {y1, y2, ..., ym}
stany pamięci (stanów wewnętrznych) A = {A0, A1, ..., AK-1}, A = {Q1, Q2, ..., Qk}
______________________________________________________________________
Jeśli stan pamięci zależy od stanu wejść, to stan wyjść można uzależnić wprost tylko od
stanu pamięci (zależność od stanu wejść będzie pośrednia)
: A  X  A
: A  Y
Tak zdefiniowany model matematyczny nazywamy automatem Moore’a.
13 Prawidłowe funkcje określające stan
następny Q(t) dla przerzutników RS, JK, T
oraz D to odpowiednio:
a)Q(t )  SR  R Q(t  1)
b)Q(t )  TQ (t  1)  T Q(t  1)
c)Q(t )  JQ (t  1)  KQ(t  1)
14 Automat niezupełny to:
a) Automat z nie w pełni określoną
funkcją przejść
b) Automat z w pełni określoną funkcją
przejść
c) Automat z nie w pełni określoną
funkcją wyjść
14 Automat niezupełny to:
Automat niezupełny to taki, który ma nieokreślone niektóre stany lub/i
wyjścia (w tabeli występują kreski „-„).Automat niezupełny może mieć kilka
automatów minimalnych lub może nie mieć żadnego, (czyli sam jest swoim
automatem minimalnym).
Przykład :
15) Czas ustalania w przypadku
przerzutnika można zdefiniować jako:
a) minimalny czas, w którym sygnał wejściowy musi
pozostać na wejściach informacyjnych po wystąpieniu
wyzwalającego zbocza sygnału zegarowego (czas
utrzymania)
b) minimalny czas, w którym sygnał musi być obecny na
wejściach informacyjnych przerzutnika przed nadejściem
wyzwalającego zbocza impulsu zegarowego
c)minimalny czas jaki musi upłynąć od zakończenia sygnału
programującego do chwili kiedy może pojawić się sygnał
zegarowy lub inny sygnał programujący (czas martwy)
Czas ustalenia (wyprzedzenia) ts (setup time) - jest to
minimalny czas, w którym sygnał musi być obecny na
wejściach informacyjnych przerzutnika przed nadejściem
wyzwalającego zbocza (lub poziomu) impulsu zegarowego
16) Dla linii długiej o stałej czasowej ,
dopasowanej na wejściu, dla której
wymuszeniem jest skok jednostkowy w
chwili t=0:
a) napięcie na wejściu będzie miało stałą wartość po
czasie t>0
b) napięcie na wyjściu będzie miało stałą wartość po
czasie t>
c) napięcie na wejściu będzie miało stałą wartość po
czasie t>2
16) Dla linii długiej o stałej czasowej ,
dopasowanej na wejściu, dla której
wymuszeniem jest skok jednostkowy w
chwili t=0:
16) Dla linii długiej o stałej czasowej ,
dopasowanej na wejściu, dla której
wymuszeniem jest skok jednostkowy w
chwili t=0:
17) Dla linii długiej o stałej czasowej ,
dopasowanej na wejściu i zwartej na
wyjściu, dla której wymuszeniem jest skok
jednostkowy w chwili t=0:
a) napięcie na wejściu będzie zawsze równe
zero
b) napięcie na wyjściu będzie zawsze równe
zero
c) napięcia w stanie ustalonym na wejściu i
wyjściu będzie równe zero
18) Liczba 4 bitowa 1111 jest równa:
a) 0x0D (hex) jeśli jest zapisana w kodzie
dwójkowym
b) –2 jeśli jest zapisana w kodzie uzupełnień
do dwóch
c) –1 jeśli jest zapisana w kodzie uzupełnień
do dwóch
18) Liczba 4 bitowa 1111 jest równa:
Wartości wag pozycji w zapisie U2
waga
-2n-1
2n-2
2n-3
cyfra
bn-1
bn-2
bn-3
...
22
21
20
b2
b1
b0
bn-1bn-2bn-3...b2b1b0 (U2) = bn-1(-2n-1) + bn-22n-2 + bn-32n-3 + ... + b222 + b121 + b020
gdzie
b - bit, cyfra dwójkowa 0 lub 1
n - liczba bitów w zapisie liczby
1111= -2^3 + 2^2 + 2^1 + 2^0= -1
18) Liczba 4 bitowa 1111 jest równa:
Wartości wag pozycji w zapisie U1
waga
-2n-1+1
2n-2
2n-3
cyfra
bn-1
bn-2
bn-3
...
22
21
20
b2
b1
b0
bn-1bn-2bn-3...b2b1b0 (U1) = bn-1(-2n-1+1) + bn-22n-2 + bn-32n-3 + ... +
b222 + b121 + b020
gdzie
b - bit, cyfra dwójkowa 0 lub 1
n - liczba bitów w zapisie liczby
1111= (-2^3 +1) + 2^2 + 2^1 + 2^0 = 0
18) Liczba czterobitowa 1111
a) przesunięta arytmetycznie o jeden bit w
prawo da wynik równy 1111
b) przesunięta logicznie o jeden bit w prawo
da wynik 0111
c) zapisana w kodzie uzupełnień do dwóch
jest równa -15.
18) Liczba czterobitowa 1111
Przesunięcia logiczne dokonywane są wg. schematu:
- w prawo
0->xxxxxxxx-> C
np.
11111111 x
01111111 1
...
00000001 1
00000000 1
00000000 0
- w lewo
C<-xxxxxxxx<-0
( zera będą się przesuwały w odwrotną stronę )
18) Liczba czterobitowa 1111
Przesunięcie arytmetyczne w lewo działa dokładnie jak przesunięcie logiczne.
Przesunięcie arytmetyczne w prawo można opisać:
(bit 7)->xxxxxxxx->C
oznacz to, że zawartość jest przesuwana w prawo, a na pozycji najbardziej znaczącego
bitu "ląduje" jego kopia.
np.
011111111 x
001111111 1
...
000000000 0
ale dla liczby ujemnej w kodzie U2:
10000000 x
11000000 0
11100000 0
...
11111111 1
przesunięcie arytmetyczne w prawo stosuje się przy liczbach zapisanych w kodzie U2 (
konsekwencją zastosowania przesunięcia logicznego będzie błędny wynik )
19. Prawdziwe są zdania:
a) pamięci typu flash to szybki rodzaj pamięci RAM
b) pamięci SRAM to wolny (ang. Slow) rodzaj pamięci RAM
c) pamięci SRAM wymagają odświeżania
d) pamięci dynamiczne posiadają pojemności wewnętrzne i
dlatego nie tracą zawartości po wyłączeniu napięcia
zasilania
e) pamięci DRAM wymagają odświeżania
19) Prawdziwe są zdania:
a) pamięć synchroniczna to taka która wymaga
sygnału zegarowego
b) pamięć dwuportowa to taka która posiada tylko
jedną magistralę adresową i dwie magistrale
danych: jedną do odczytu drugą do zapisu
c) pamięć ROM zachowuje swoją zawartość po
wyłączeniu zasilania
20) Prawdziwe są zdania:
a) pamięć EEPROM składa się z tranzystorów
ze swobodną bramką (ang. floating gate)
b) podstawowa komórka pamięci DRAM
składa się z mikro-kondensatora
c) podstawowa komórka pamięci SRAM
składa się z jednego tranzystora
21) Prawdziwe są zdania:
a) multiplekser N:1 pobiera N danych, a
wyprowadza tylko jedną (wybraną)
b) PISO (Parallel-In Serial Out) – to układ
który pobiera dane równolegle i
wyprowadza je szeregowo
c) FIFO – to bufor, który wyprowadza dane
w takiej samej kolejności w jakiej zostały
podane na wejście
22) Sonda oscyloskopowa:
a) składa się z dzielnika rezystancyjnego oraz
pojemnościowego, podział napięcia tych
dzielników jest taki sam
b) zwiększa rezystancję i zmniejsza pojemność
wejściową układu pomiarowego dzięki temu
przebiegi cyfrowe są mniej zakłócane przez
pomiar
c) powoduje znaczące zmniejszenie pasma
przepustowego oscyloskopu dlatego nie powinna
być stosowana w przypadku szybkozmiennych
układów cyfrowych
22) Sonda oscyloskopowa:
22) Sonda oscyloskopowa:
Przy spełnionym warunku równości odpowiedzi na „czoło i grzbiet” impulsu otrzymujemy:
stąd po przekształceniach:
Zatem jeśli spełniony jest wyżej wymieniony warunek wówczas skok napięciowy na wejściu
jest przenoszony na wyjście układu ze stratą amplitudy, ale bez zniekształceń.
Przykładem zastosowania opisanego dzielnika skompensowanego RC jest sonda bierna,
stosowana w celu zmniejszenia wpływu impedancji wejściowej przyrządów pomiarowych (np.
oscyloskop) na wynik pomiaru.
23. N-bitowy przetwornik analogowocyfrowy. Prawdziwe są zdania:
a) wartość najmniejszego kwantu Q jest
proporcjonalna do 2-N
b) stosunek sygnału do szumu dla idealnego
przetwornika wynosi w przybliżeniu 6N [dB]
c) aby uniknąć efektu aliasingu, częstotliwość
próbkowania powinna być co najmniej dwa razy
większa od maksymalnej częstotliwości sygnału
wejściowego
23. N-bitowy przetwornik analogowocyfrowy. Prawdziwe są zdania:
24) Przetwornik flash (równoległego).
Prawdziwe są zdania :
a) jest to przetwornik analogowo - cyfrowy
b) jest to jeden z najszybszych
przetworników
c) charakteryzuje się on relatywnie małą
rozdzielczością (liczbą bitów) ponieważ
składa się w przybliżeniu z 2N
komparatorów (gdzie N- liczba bitów)
24) Przetwornik flash (równoległego).
Prawdziwe są zdania :
24) Przetwornik flash (równoległego).
Prawdziwe są zdania :
25) Standard LVDS
a) umożliwia szybką transmisję danych cyfrowych
b) wymaga fizycznie dwóch przewodów do transmisji
pojedynczego sygnału cyfrowego
c) jest stosowany tylko w układach cyfrowych
zasilanych napięciem mniejszym lub równym 1V
25) Standard LVDS
The low common-mode voltage (the average
of the voltages on the two wires) of about 1.2V
allows using LVDS with a wide range of
integrated circuits with power supply voltages
down to 2.5V or lower. In addition, there are
variations of LVDS that use a lower common
mode voltage. One example is sub-LVDS
(introduced by Nokia in 2004) that uses 0.9V
typical common mode voltage.
26) Prawdziwe są zdania:
a) przetwornik cyfrowo-analogowy sigma-delta podobnie jak
PWM (Pulse Width Modulation) charakteryzuje się tym, że
napięcie wyjściowe ma dwa stany (np. masy i Vref) a wartość
analogowa sygnału jest regulowana poprzez współczynnik
wypełnienia
b) przetwornik sigma-delta jest relatywnie wolnym
przetwornikiem (do około 1MS/s)
c) czas próbkowania sygnału wejściowego w przetworniku z
podwójnym całkowaniem powinien być wielokrotnością 20ms
aby zminimalizować zakłócenia sieci 50Hz
26) Prawdziwe są zdania:
26) Prawdziwe są zdania:
26) Prawdziwe są zdania:
27) Czas narastania dla układu całkującego
RC, dla R=100, C=10pF wynosi:
a) 0.22ns
b) 2.2ns
c) 22ns
27) Czas narastania dla układu całkującego
RC, dla R=100, C=10pF wynosi:
Jako czas narastania przyjmuje się czas narastania
odpowiedzi na skok jednostkowy od 10% do 90%
wartości amplitudy impulsu skokowego:
t10 można obliczyć ze wzoru:
t


0.1U M  U M 1  e 





t10    ln( 0.9)  0.1
t90 można obliczyć ze wzoru:
t


0.9U M  U M 1  e 

tn= t90 - t10  2,2.




τ=RC, stąd tn = 2,2*10^-9
t90    ln( 0.1)  2.3
28. Przetwornikami cyfrowo-analogowymi
są:
a) drabinka R-2R
b) z podwójnym całkowaniem
c) przetwornik z kompensacją wagową (ang. SAR)
Rezystancyjne podzielniki napięcia
Przetworniki z sumowaniem ważonych prądów (wagowy)
Układy z drabinką R-2R (wagowy)
Przetworniki z podziałem ładunku (wagowy)
Przetworniki z drabinką C-2C (wagowy)
Przetwornik z redystrybucją ładunku (szeregowy)
Przetworniki potokowe (szeregowy)
29. Prawdziwe są zdania:
a) przetworniki cyfrowo-analogowy wymaga
układu próbkująco - pamiętającego
b) przetworniki cyfrowo-analogowe
wymagają napięcie referencyjnego
c) najwolniejszym przetwornikiem
analogowo-cyfrowym jest przetwornik
PWM (Pulse Width Modulation)
29. Prawdziwe są zdania:
29. Prawdziwe są zdania:
30. Prawdziwe są zdania:
a) kondensatory w pobliżu układów cyfrowych są
stosowane aby wyeliminować zjawisko wyścigu
b) osobna masa analogowa i cyfrowa przetworników
analogowo-cyfrowych jest stosowana tylko wtedy
kiedy występuje różnica poziomów napięć
pomiędzy tymi masami
c) komparator, to układ który porównuje dwa
sygnały analogowe lub cyfrowe, przy czym
komparator cyfrowy jest zbudowany zupełnie
inaczej niż komparator analogowy
30. Prawdziwe są zdania:
Niekiedy zachodzi potrzeba rozdzielenia
masy cyfrowej i analogowej lub masy zasilania i
masy sygnału. Wszystko po to, żeby zapobiec
przedostawaniu się szumów z zasilania do
sygnału. Odseparowanie mas przetwornika od
reszty układu ma również funkcję
zabezpieczającą przed uszkodzeniem całego
układu.
30. Prawdziwe są zdania:
• Komparator analogowy porównuje napięcia (lub
prądy) przyłożone do wejść, a na wyjściu podaje
sygnał zależny od tego, który z sygnałów
wejściowych jest większy. Komparatory wykonuje
się w oparciu o wzmacniacze operacyjne.
• Komparator Cyfrowy -Jedynka na jednym z trzech
wyjść komparatora informuje, w jakiej relacji
względem siebie (mniejsze, równe, większe) są
liczby podawane na jego wejścia.