Цифровая техника активно проникает во многие области раднолюбн-льского творчества: конструирование радиовещательных и телевизионных приемикков, радиоспортивной к радноязмернтельной аппаратуры, всевозможных устройств автоматики и игровых автоматов. Это связано с появлением цифровых интегральных схем, позволивших существенно уменьшить габаритные размеры, потребляемую мощность и повысить надежность разрабатываемой аппаратуры. Особенно перспективно использование цифровой техники в творчестве учащихся общеобразовательных школ и производственно-технических училищ, так как логические основы цифровой техники достаточно просты и вполне доступны старшеклассникам. Цифровые устройства практически не требуют настройки, ЧТО особенно важно при работе начинающих радиолюбителей.

Цель настоящей книги - ознакоиить радиолюбителей к рукоиодителей кружков детского технического творчества с основами цифровой техники. В книге содержатся онисаиня и рекомендаани по применению никросхеы тран-зисторио-транзнсториой логики (в основном сернн К155) и микросхем с ком-п.1емеитарной структурой металл - дизлектрик - полупроводник (серий К176 и K5GI). Теоретический материал сопровождается опнсаннеи доступных для повторения радиолюбительских конструкций, начиная от простейших игровых автоматов и кончая сложным многофункциональным таймером на базе микропроцессорного комплекта К580.

Все описанные устройства изготовлены и испытаны в работе студентами физического факультета Омского ордена «Знак Почета» государственного педагогического института им. А. М. Горького под руководством авторов книги, Основное внимание при разработке устройств было обращено на возможность их повторения. В устройствах использована достаточно современная и в то ле время доступная для широкого круга радиолюбителей элементная база.

Первый и второй разделы написаны Э. М. Фромбергом, третий и четвертый - В. С. Ямпольскнм, пятый и шестой - Л. А, Мальцевой.

Отзывы о книге просим направлять но адресу: 101000, Москва, Почтамт а/а 693, издательство «Радио н связь», Массовая раднобиблиотека.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКЕ

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВОП ТЕХНИКИ

Развитие и совершеиствоваиие электронно-вычислительной техник», устройств радиовешання в телевидения, радиоспортивной аппаратуры и всевоз можных кибернеткческнх автоматов в значительной степени определяются вкед-реиием в них цифровой техники. Эо обусловлено определенными преимуществами цифровых устройств ПО сравнению с аналоговыми: более высокой надежностью; стабильностью параметюз при воздействии дестабилвзиртощих факторов; высокой точностью обработки информации; значительным соращениеч трудоемкости и упрощением операций регулировки и настройки, что особенно важно для радиолюбителей; возыожностью создания микросхем с очень высокой степенью интеграции.

Особенно широкое применение нашли пифровые устройства в электронно-вычнслительиой технике [20, 28]. В частности, цифровые вычислительные машины (ЦВМ) являются в настоящее время наиболее универсальными. Все узлы ЦВМ содержат элементы цифровой техники. На нх базе реализуются устройства, которые нроизводят арифметические и логические преобразования поступающей информации. С помощью элементов цифровой техники осуществляется запоминание и храиеиие информации, управление вычислительным процессом, ввод и вывод информации в ЦВМ Успехи в области разработки быстродействующих элементов цифровой техники позволили создать ЦВМ, выполняющие десятки мн,члионов арифметических операций в секунду. Миниатюрные ЦВМ с ограниченным набором выполняемых операций вполне доступны для повторения радиолюбителям средней квалификации.

Значительно расширилась возможность построения малогабаритных вычислительных устройств с появлением микропроцессоров - стандартных универсальных программируемых больших интегральных схем со структурой, аналогичной ЭВМ [37]. Применение встроенных микро-ЭВМ позйоляет придать разнообразным устройствам «разумный» характер и значительно расширить нх функциональные возможности.

Принципиально новые возможности открывает ирименение цифровых интегральных схем в радиовещании и радиосвязи [21]. Так, использование цифровых синтезаторов частоты нозволило существеино снизить апиаратурные затраты и повысить фазовую стабильность генерируемых сигналов. Обработка сигналов цифровыми методами позволяет обеспечить высокую точность, стабильность параметров и получить характеристики, не достижимые аналоговыми методами. В любом радиоприемном тракте используются пассивные LCR-фильтры, которые в идеальном случае должны иметь прямоугольную форму амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), Обеспечение очень высокой пря-

ггольности АЧХ фильтра на аналоговых элементах практически невозможно. Цифровые же фильтры позволяют реализовать произвольную форму АЧХ, в том числе и сколь угодно близкую к прямоугольной.

Цифровая схемотехника интенсивно внедряется в радиоприемную аппаратуру главным образом г системы управления. В частности, беспоисковая настройка приемника на любую из принимаемых частот осуществляется набором 3 пульте управления соответствующего кода, предварительно занесенного в :тройсгво памяти. Используя электронные таймеры, также выполняемые иа 1ФР0ВЫХ интегральных микросхемах, можно обеспечить иоследозательиую пе-стройху радиоприемника по любой, наперед заданной программе. Прн этом азанная программа может долговременно храниться в памяти и при отклю-нном питании. Кстати сказать, программирование работы во времени может осуществляться в любых радиотехнических устройствах, в том числе устройствах бытовой радиоаппаратуры (телевизоре, магнитофоне, проигрывателе и т. д.) Возможно также управление режимом работы приемника (коэффициентом усиления, полосой пропускания, диаграммой направленности антенны). Следует отметить, что все указанные регулировки могут быть реализованы как дистанционные с выносного пульта управления. Благодаря использованию цифровых устройств в радиовещательных приемниках обеспечиваются принципиально новые потребительские удобства. Возможно отображение на встроенном приемник видеоконтрольном устройстве (дисплее) всей информации, необходимой для контроля и эксплуатации апваратуры: заданного режима работы, выбраииоги поддиапазона частот и частоты настройки, текущего времени п характера npHnHMaeMOtl программы (речь, музыка, моно- стерео и т. д.), полосы пропускания приемника и напряженности поля принимаемого сигнала. Вместо механических переключателей галетного и клавишного типа в бытовой аппаратуре широко используются электронные переключатели с сенсорным управлением.

Весьма иерспектйвно внедрение цифровой техники в телевидении. Цифровое телевидение позволяет повысить качество передачи сигналов благодаря существенному уменьшению накоплений искажений в цифровых линиях связи по сравнению с аналоговыми, а также за счет применения специальных способов кодирования, обпаруживающах и исправляющих ошибки передачи информации [9]. Сигналы, представленные в цифровой форме, практически не подвержены амплитудным и фазовым искажениям, что позволяет передавать телевизионную информацию на большие расстояния с сохранением ее высокого качества. В результате использования методов и устройств цифровой техники становится возможным длительный безподстроечный режим работы телевизионной аппаратуры, а это имеет большое значение для повышения технологичности яроизводсгва.

При использования различных стандартов цветного телевидения может быть существенно упрощен обмен телевнзиоинымн программами в результате применения цифровых преобразователей телевизионных сигналов. Широкие перспективы раскрывает использование элементов цифровой техники при построении устройств управления параметрами телевизионных приемников (в том числе и дистанционных). С помощью цифровых устройств обеспечивается кодирование сигналов команд управления. В дальнейшем эти сигналы используются для регулировки параметров теу1евизиоиных приемников (яркости, фоку-