Autor: Branko Dokić
Strana: 567
► Ostali detalji

Predgovor
Zahvaljujući veoma brzom razvoju informaciono-komunikacionih tehnologija (ICT) i računarske tehnike, digitalni uređaji su ušli u najširu upotrebu u svim ljudskim dijelatnostima. Mnogi elektronski sistemi su potpuno ili pretežno digitalizovani. Digitalni sistemi nisu samo računari, već su sastavni dijelovi kućnih aparata (bijela tehnika, audiovizuelna tehnika), automobila, satova, mobilnih telefona, sistema za upravljanje industrijskim sistemima i sl.

Elementi digitalne elektronike izučavaju se već na prvim godinama studija elektrotehničkih fakulteta. Napisani su, i na srpskom jeziku, različiti udžbenici prilagođeni različitim nivoima znanja studenata. Jedan od najboljih, namijenjen studentima viših godina studija, svakako jeste Impulsna i digitalna elektronika autora Dejan B. Živković i Miodrag V. Popović, koju sam godinama preporučivao svojim studentima za oblast digitalne elektronike. Budući da ove knjige, već nekoliko godina, nema na tržištu, odlučio sam da napišem Digitalnu elektroniku namjenjenu studentima koji su izučavali oblasti impulsne elektronike.

Knjiga je nastala kao rezultat mojih dugogodišnjih predavanja na Elektrotehničkim fakultetima u Banjaluci i Istočnom Sarajevu, u nastavi predmeta Digitalna elektronika. Izbor i redoslijed materije prvenstveno je prilagođen savladavanju programa tog predmeta. Vjerujem da će biti od koristi i studentima drugih elektrotehničkih fakulteta. U tekstu su ugrađeni brojni riješeni primjeri koji bi trebalo da olakšaju razumijevanje gradiva. Na kraju svakog poglavlja nalazi se veći broj zadataka za vježbu koji će studentima pomoći da provjere dostignuti nivo znanja. Nadam se da će knjiga da bude od koristi i stručnjacima koji se bave projektovanjem digitalnih sistema.

Knjiga je podijeljena u osam poglavlja. Uvod u digitalnu elektroniku prvo je poglavlje i obuhvata osnovna pitanja iz oblasti: prekidačkih funkcija, Bulove algebre, logičkih kola, analize i sinteze kombinacionih i sekvencijalnih mreža, digitalnih integrisanih kola i njihovih familija i metodologije projektovanja tih kola. Pretpostavljeno je da student koji počinje da sluša predmet Digitalna elektronika posjeduje znanja iz ovog uvoda tako da ga treba shvatiti kao podsjetnik i obnavljanje one materije bez koje se ne može uspješno pratiti gradivo Digitalne elektronike. Naslovi ovog poglavlja označeni su sa 0 na početku numeracionog koda.
Poglavlje označeno sa 1 pokriva oblast Standardnih kombinacionih modula kao što su: dekoderi, koderi, multipleksori, demultipleksori, konvertori kodova i pomjerači. Osim metoda analize i sinteze opisane su njihove standardne primjene kao i načini projektovanja mreža kombinacionih modula.

U poglavlju Bistabilna kola opisani su asinhroni i sinhroni lečevi te MS (Master-Slave) i ivični flipflopovi. Analizirane su karakteristike RS, JK, T i D bistabilnih kola preko njihovih fimkcionalnih i ekesitacionih tabela te dijagrama stanja.

Registri i brojači opisani su u poglavlju Standardni sekvencijalni moduli. Objašnjene su tehnike sinteze ovih modula i načini projektovanja njihovih mreža. Opisane su i neke od karakterističnih primjena pomjeračkih registara kao što su: paralelno-serijska i serijsko-paralelna konverzija podataka, generatori sekvence, generatori pseudoslučajnih impulsa i sl. Dati su postupci projektovanja različitih vrsta brojača. Opisan je postupak logičkog proračuna brojača proizvoljnog modula. Analizirane su mogućnosti pojave smetnji pri dekodovanju stanja asinhronih i sinhronih brojača.

Najobimnije je poglavlje Programabilni logički moduli koje se sastoji od dva dijela: samoočitljive memorije—ROM i programabilne logičke komponente PLD. Opisane su njihove tehnologije programiranja. Osim jednodimenzio-nalnog, objašnjeno je dvodimenzionalno adresovanje ROM. Pokazano je kako se projektuju ROM mreže. PLD su podjeljene na: jednostavne (SPLD), složene (CPLD) i programabilne gejtovske mreže (PGA). Analizirane su njihove strukture i načini programiranja. Opisani su i postupci njihovog, računarski potpomognutog, projektovanja. U okviru tog dijela su i osnovni elementi VHDL jezika za opis hardvera digitalnih sistema.
Poglavlje pod nazivom Poluprovodničke memorije sadrži statičke i dinamičke RAM. Opisane su osnovne memorijske ćelije i organizacija memorijskih blokova. Objašnjen je postupak dvodimenzionalnog adresovanja. Pokazano je kako se projektuju RAM mreže.
U poglavlju Aritmetička kola opisani su: komparatori, sabirači, oduzimači, množači i djelitelji. Dati su postupci obavljanja aritmetičkih operacija i projektovanja odgovarajućih digitalnih mreža. Poglavlje se završava aritmetičko-jagičkom jedinicom.

Postupci i odgovarajuća digitalna kola konverzije digitalnog u analogni i analognog u digitalni signal opisani su u poglavlju DA i AD konverzija. Analizirani su unipolami i bipolrani DA konvertori sa: otpomim i kapacitivnim mrežama, sa naponskim i stmjnim referencama. Dati su postupci projektovanja i uporedne karakterisitke digitalno-analognih konvertora koji se danas proizvode kao integrisane komponente. U dmgom dijelu ovog poglavlja opisani su sljedeći tipovi analogno-digitalnih konvertora: sa paralelnim komparatorima (direktni), prateći, integratorski, sa sukcesivnim aproksimacijama i sigma-delta konvertori.

Zahvaljujem se mojim saradnicima sa Katedre za elektroniku: mr Željku Ivanoviću, mr Mladenu Knežiću, Aleksandm Pajkanoviću, dipl. inž. i Velibom Skobiću, dipl. inž. za nesebičnu pomoć pri pripremi materijala za štampu. Aleksandar i Velibor su uradili kompletnu tehničku pripremu udžbenika. Mladen i Željko su pažljivo pročitali rukopis i dali mi niz korisnih sugestija zahvaljujući kojima je tekst sigumo razumljiviji. Takođe se zahvaljujem direktorima Nove banke, Milanu Radoviću, i Inove Ljubiši Savoviću, koji su finansijski pomogli štampanje ove knjige.
Bez obzira na to što je završni rukopis pročitan nekoliko puta iz iskustva znam da je neminovna pojava izvjesnog broja slovnih, a ponekad, i činjeničnih grešaka. Stoga ću sa zahvalnošću primiti sve primjedbe čitalaca, a posebno studenata koji će knjigu koristiti pri pripremi ispita. Primjedbe i sugestije mogu mi dostaviti direktno ili elektronskom poštom na adresu bdokic AT etfbl.net.
U Banjaluci, juna 2012. godine
Autor

Sadržaj
Skraćenice, XIII
Predgovor, XVII
Uvod u digitalnu elektroniku, 1
01. Prekidačka algebra, 2
02. Logičke operacije, 3
03. Prekidačke fimkcije, 4
03.1. Forme prekidačkih funkcija, 6
03.2. Minimizacija, 9
04. Logička kola, 14
04.1. Opšte karakteristike logičkih kola, 16
04.2. Nestandardna logička kola, 25
05. Kombinacione mreže, 27
05.1. Sinteza sa realnim parametrima, 31
06. Sekvencijalne mreže, 38
06.1. Sinteza sekvencijalnih mreža, 40
07. Digitalna integrisana kola, 44
07.1. Metodologija projektovanja, 46
07.2. Logičke familije, 51
07.2.1. TTL familija 54/74, 51
07.2.2. ECL logičke familije, 56
07.2.3. CMOS integrisana kola, 60
07.2.3.1. CMOS logičke serije, 61
07.2.3.2. Opšte karakteristike, 65
07.2.4. BiCMOS kola, 73
07.2.5. Izbor logičke familije, 74
07.2.6. Prilagođenje familija, 76
Zadaci za vježbu, 80

1. Standardni kombinacioni moduli
1.1. Dekoderi,
1.1.1. Binami dekoderi,
1.1.2. BCD/dekadni dekoderi,
1.2.1. Dekoderska stabla,
1.2.2. Razdijeljene mreže,
1.2.3. Poređenje dekoderskih mreža,
1.2.4. Razdijeljene matrice,
1.2.5. Primjena dekodera,
1.3. Koderi,
1.3.1. Upotreba,
1.3.2. Sinteza kodera,
1.3.3. Prioritetni koderi,
1.3.4. Mreže kodera,
1.4. Konvertori koda,
1.4.1. BCD/7s konvertori,
1.5. Multipleksori,
1.5.1. Sinteza multipleksora,
1.5.2. Stablo multipleksora,
1.5.3. MUX—univerzalni kombinacioni modul
1.6. Demultipleksori,
1.6.1. Demultipleksorske mreže,
1.6.2. Analogni MUX / DMUX / DEK,
1.7. Komutator,
1.8. Pomjerači,
Zadaci za vježbu,

2. Bistabilna kola,
2.1. RS leč,
2.1.1. RS leč sa NI kolima,
2.1.2. Sinhroni RS leč,
2.2. D leč,
2.3. Flipflopovi,
2.3.1. Flipflopovi sa zadrškom,
2.3.1.1. JK flipflop,
2.3.1.2. T flipflop,
2.4. Flipflopovi sa ivičnim okidanjem
2.4.1. JK i T ivični flipflopovi,
2.4.2. Dinamičke karakteristike,
Zadaci za vježbu,

3.1. Registri,
3.1.1. Stacionami registri,
3.1.1.1. Transparentni stacionami registri.
3.1.2. Pomjerački registri,
3.1.2.1. Dvosmjemi pomjerački registri,
Univerzalni registri, 183
3.1.4. Neke primjene pomjeračkih registara,
3.2. Brojači,
3.2.1. Asinhroni brojači,
3.2.2. Sinhroni brojači,
3.2.3. Brojači unazad,
3.2.4. Obostrani brojači,
3.2.5. Brojači sa paralelnim upisom,
3.2.6. Brojači proizvoljnog modula,
3.2.6.1. Logički proračun,
3.2.6.2. Nedozvoljena stanja,
3.2.7. Brojači od N] do N2,
3.2.8. Kružni brojači,
3.2.8.1. Brojač modula n,
3.2.8.2. Brojač modula 2n — Džonsonov brojač
3.2.9. Brojačke mreže,
3.2.10. Dekodovanje stanja brojača,
Zadaci za vježbu,

4. Programabilni logički moduli,
4.1. Samoočitljive memorije - ROM,
4.1.1. ROM sa stalnim sadržajem,
4.1.1.1. MOSROM,
4.1.1.2. CMOSROM,
4.1.2. Programabilni ROM (PROM),
4.1.2.1. Izbrisivi PROM (EPROM),
4.13. Dvodimenzionalno adresovanje,
4.1.4. ROM mreže, *'
4.1.5. Vremenski parametri, -^|£h
4.2. Programabilna digitalna kola,
4.2.1. Klasifikacija PLD,
4.2.2. Tehnologije programiranja,
4.2.2.1. UVCMOS tehnologija,
4.2.2.2. E2CMOS tehnologija,
4.2.2.3. FE2CMOS tehnologija,
4.2.2.4. SRAM tehnologija,
4.2.3. Struktura SPLD,
4.2.3.1. I/ILI mreže,
4.2.3.2. Izlazne opcije,
4.2.3.3. Dvosmjemi priključci i linije povratne veze
4.2.3.4. Registarski izlaz,
4.2.3.5. Vrste SPLD,
4.2.4. CPLD,
4.2.5. PGA - programabilne gejtovske mreze,
4.2.5. l.LCA,
4.2.5.2. MACH,
4.2.5.3. ACT PGA,
4.2.5.4. Napredne PGA,
4.2.6. Projektovanje sa PLD
4.2.6.1. Softver za projektovanje sa PLD,
4.2.6.2. Unos projekta opisanog VHDL kodom,
Zadaci za vježbu

5. Poluprovodničke memorije,
5.1. Statičke RAM (SRAM),
5.1.1. SRAM ćelije,
5.1.2. Kola za upis/čitanje,
5.13. Vremenski dijagrami,
5.1.4. Dvopristupne SRAM ćelije - DPSRAM
5.2. Dinamičke RAM - DRAM,
52.1. DRAM ćelija,
52.2. Čitanje 1-T ćelije,
5.23. Kola za čitanje/upis,
5.2.4. Organizacija DRAM,
5.3. Feroelektrične RAM - FRAM,
5.4. Postojane RAM - NVRAM,
5.5. Baterijski podržane RAM-BRAM,
5.6. Proširenje kapaciteta,
Zadaci za vježbu, 375

6. Aritmetička kola,
6.1. Komparatori,
6.1.1. Univerzalni komparatori,
6.1.1.1. Mreže komparatora,
6.2. Sabiranje binamih brojeva,
6.2.1. Sabirači višebitnih brojeva,
6.2.1.1. Sabirači sa izdvojenim prenosom,
6.2.12. Mreže sabiračkih modula,
6.2.2. Serijsko sabiranje,
6.2.3. Sabiranje više brojeva,
6.3. Oduzimanje binamih brojeva,
6.3.1. Sinteza oduzimača,
6.4. Predstavljanje označenih binamih brojeva,
6.5. Sabiranje i oduzimanje označenih binamih brojeva
6.6. Množenje i dijeljenje,
6.6.1. Množači,
6.6.1.1. Kombinacione mreže množača,
6.6.12. Sekvencijalni nmožači,
6.6.2. Mreže za dijeljenje binamih brojeva,
6,7. Aritmetičko logička jedinica,
Zadaci za vježbu, 470

7. DA i AD konverzija, 473
7.1. DA konvertori, 474
7.1.1. DAC sa težinskim otpomim mrežama, 479
7.1.2. DAC sa ljestvičastom otpomom mrežom, 483
7.1.3. DA konvertori sa strujnim prekidačima, 486
7.1.3.1. DAC sa binamo-težinskim stmjnim izvorima, 493
7.1.4. DAC sa kondenzatorskim mrežama, 501
7.1.5. Bipolami DA konvertori, 503
7.1.5.1. BDAC sa znakom i apsolutnom vrijednosti, 504
7.1.5.2. Bipolami DAC sabinamim ofsetom, 505
7.1.5.3. Bipolami DAC sa dmgim komplementom, 507
7.2. AD konvertori, 508
7.2.1. ADC sa paralelnim komparatorima, 509
7.2.1.1. ADC sa autobalansirajućim komparatorima, 513
7.2.1.2. Kaskadni direktni ADC, 518
7.2.2. Prateći AD konvertori, 521
7.2.3. Integratorski AD konvertori, 523
7.2.3.1. Konvertori sa kvantizacijom vremena, 525
7.2.3.2. Konvertori sa kvantizacijom frekvencije, 529
7.2.4. ADC sa sukcesivnim aproksimacijama, 534
7.2.5. Uzorkovanje analognog napona, 538
7.2.6. Bipolami AD konvertori, 540
7.3. Sigma-Delta konvertori, 541
Zadaci za vježbu, 559
Literatura, 563
Registar, 565

Dr Bronko L. Dokić (1949.), redovni je profesor Elektrotehničkog fokulteto Univerziteto u Bonjoj Luci. Doldoriroo je 1982. godine no Fokultetu tehničkih nauko Univerziteta u Novom Sadu. Član je Akademije inženjerskih nauka Srbije. Objavio je preko stotinu naučnih i stručnih radova u međunarodnim časopisima i zbornicimo nacionalnih i međunarodnih konferencija. Bio je koordinator većeg broja naučno-istraživačkih projekata i glavni projektant i konstruktor većeg broja elektronskih uređaja i sistema. Do sada je objavio sljedeće knjige: Impulsni DC-DC prelvarači (1995.), Integrisana kola - digitalna i analogna (1999.), Energetska elektronika - pretvarači i regulatori (2000., 2007.), Energetska elektronika - zbirka riješenih zadataka (2006.) i Linearna integrisana kola (2012.).

Knjiga Digitalna elektronika sadrži osam poglavlja: Uvod u digitalnu elektroniku, Standardni kombinacioni moduli, Bistabilna kola, Standardni sekvencijalni moduli, Programabilni logički moduli, Poluprovodničke memorije, Aritmetika kola i DA i AD konverzija. Dobra je osnova za projektovanje digitalnih sistema. Brojni primjeri i zadaci za vježbu trebalo bi da olakšaju razumijevanje i podstaknu na razmišljanje.