Кодовая маркировка микросхем. Интегральные микросхемы. Определение. Классификация. Маркировка. Т – Триггеры

Промышленностью выпускается широкая номенклатура интегральных микросхем различной степени интеграции. Кроме деления ИМС в зависимости от технологии изготовления (пленочные, гибридные, монолитные), ИМС делят на цифровые и аналоговые. Цифровые ИМС оперируют с напряжениями, принимающими только два возможных значения – логического нуля и логической единицы. Аналоговые ИМС могут работать с напряжениями, непрерывными по времени и значению. В зависимости от степени интеграции цифровые ИМС либо выполняют отдельные логические операции(например, И-НЕ или ИЛИ-НЕ), либо образуют целые узлы цифровых устройств (счетчики, регистры, микросхемы памяти, процессоры и т.д.). Аналоговые ИМС (операционные усилители, компараторы напряжений, таймеры, стабилизаторы постоянного напряжения) выполняют разнообразные функции: усиление сигналов, генерирование колебаний различной формы, модуляцию и демодуляцию сигналов и много других преобразований. Микросхемы, предназначенные для цифроаналогового (ЦАП) и аналого-цифрового преобразования сигналов (АЦП), относят к числу аналоговых.

На функциональной схеме цифрового электронного термометра (диапазон температур от 0 до 400 о С) к аналоговой части устройства относятся усилитель постоянного тока (УПТ) и 12-разрядный АЦП, к цифровой – преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный (X/Y) и дешифратор DC, преобразующий этот код в код управления четырьмя цифровыми семисегментными индикаторами (рис. 2.2).

Стандартами установлена система условных обозначений микросхем. Большинство ИМС объединено в серии, которые включают ряд различных ИМС, согласованных по напряжению источников питания, уровням входных и выходных сигналов, входным и выходным сопротивлениям и конструктивно-технологическим особенностям. Серию стремятся разрабатывать так, чтобы из микросхем, входящих в нее, можно было создать законченные электронные устройства, хотя допускается использование в одном устройстве ИМС различных серий.

В принятой системе обозначений выпускаемые отечественной промышленностью ИМС делятся по конструктивно-технологическому исполнению на три группы:

а) 1, 5, 6, 7 – полупроводниковые (монолитные);

б) 2, 4, 8 – гибридные;

в) 3 – прочие (пленочные, керамические и др.).

Условное обозначение серии ИМС состоит из двух элементов: первый – цифра, обозначающая конструктивно-технологическую группу; второй – двух- или трехзначное число, указывающее порядковый номер серии. Например, серия, обозначенная числом 1533, принадлежит к полупроводниковым ИМС с порядковым номером серии 533.

По характеру выполняемых функций ИМС подразделяют на подгруппы: генераторы, усилители, триггеры, модуляторы и т.д. В свою очередь подгруппы делятся на виды. Например, подгруппа «Схемы цифровых устройств» включает в себя следующие виды ИМС: регистры, сумматоры, счетчики импульсов, дешифраторы и др. Обозначения подгрупп и видов стандартизованы. Например, буквы ИР в условном обозначении ИМС будут обозначать, что эта ИМС из подгруппы «Схемы цифровых устройств» относится к виду «регистры». В табл. 2.1 приведена неполная классификация видов ИМС.

Условное обозначение микросхемы состоит из трех- или четырехзначного обозначения серии микросхем, двух букв, означающих подгруппу и вид микросхемы, и порядкового номера разработки микросхемы.

Буквы (необязательные) К, КМ, КН, КР, и КА, стоящие в начале условного обозначения микросхемы, характеризуют условия ее приемки на заводе-изготовителе, причем буква К означает микросхемы широкого применения.

Для характеристики материала и типа корпуса перед цифровым обозначением серии могут быть добавлены следующие буквы:

Р – пластмассовый корпус типа ДИП (корпус с прямоугольными выводами, перпендикулярными плоскости основания корпуса и выходящими за пределы проекции тела корпуса на плоскость основания);

Таблица 2.1

Условные обозначения микросхем

Подгруппа и вид ИМС по функциональному назначению	Обозначение	Подгруппа и вид ИМС по функциональному назначению	Обозначение
Формирователи: импульсов прямоугольной Схемы вычислительных контроллеры микропроцессоры специализированные Генераторы: прямоугольных сигналов гармонических сигналов Детекторы: амплитудные Схемы источников вторичного электропитания: выпрямители стабилизаторы напряжения импульсные стабилизаторы напряжения непрерывные Схемы цифровых устройств: шифраторы дешифраторы счетчики комбинированные полусумматоры сумматоры регистры Коммутаторы и ключи: напряжения		Логические элементы: И–НЕ/ИЛИ–НЕ расширители Модуляторы: амплитудные Преобразователи: цифроаналоговые аналого-цифровые Схемы запоминающих устройств: ПЗУ (масочные) ПЗУ с УФ-стиранием Схемы сравнения: по напряжению Триггеры типа JK (универсальные) типа D (с задержкой) типа Т (счетные) Усилители: операционные импульсных сигналов низкой частоты высокой частоты Многофункциональные схемы: аналоговые цифровые комбинированные

А – пластмассовый планарный корпус (прямоугольный корпус с выводами, расположенными параллельно плоскости основания и выходящими за пределы проекции его тела на плоскость основания);

М – металлокерамический корпус типа ДИП;

Е – металлополимерный корпус типа ДИП;

С – стеклокерамический корпус типа ДИП;

И – стеклокерамический планарный корпус;

Н – керамический «безвыводной» корпус.

В условных обозначениях микросхем, выпускаемых в бескорпусном варианте, перед номером серии добавляют букву Б. Таким образом, бескорпусные аналоги обычной серии 155 обозначаются Б155.

Пример расшифровки обозначения микросхемы КР1533ТМ2 показан на рис. 2.3.

Если принципиальные схемы электронных устройств, использующих ИМС, выполнять, полностью отображая их внутреннюю структуру с помощью условных графических обозначений (УГО) составляющих компонентов, то схема получится очень громоздкой и не наглядной. Отображение на принципиальной схеме внутренней структуры ИМС становится своего рода избыточной информацией, затрудняющей составление и чтение схем. Разработчику электронной аппаратуры важно знать, из каких функциональных узлов можно создать то или иное устройство, а внутренняя структура узла зачастую его просто не интересует. Этим объясняется тот факт, что при составлении принципиальных схем цифровых и аналоговых устройств пользуются только обобщенными символами функциональных узлов.

УГО элементов (узлов) аналоговой и цифровой техники строят на основе прямоугольника. В самом общем виде УГО может содержать основное и два дополнительных поля, расположенных по обе стороны от основного (рис.2.4). Размер прямоугольника по ширине зависит от наличия дополнительных полей и числа помещенных в них знаков, по высоте – от числа выводов, интервалов между ними и числа строк информации в основном и дополнительных полях. В основном поле указывают функциональное назначение элемента, а в дополнительных – метки, обозначающие функции или назначение выводов. В местах присоединения линий-выводов изображают специальные знаки (указатели), характеризующие их особые свойства (инверсные, динамические и т.д.). Группы выводов могут быть разделены увеличенным интервалом или помещены в обособленную зону. Согласно стандарту, ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, дополнительных – не менее 5 мм, расстояние между выводами – 5 мм.

Выводы элементов схемы делятся на входы, выходы, двунаправленные выводы (служат как для ввода, так и для вывода информации) и выводы, не несущие информации (например, для подключения питания, внешних RC -цепей и т.п.).Входы изображают слева, выходы –справа, остальные выводы – с любой стороны УГО.При необходимости разрешается поворачивать обозначение на угол 90 по часовой стрелке, т.е. располагать входы сверху, а выходыснизу.

Функциональное назначение элемента указывают в верхней части основного поля УГО. Его составляют из прописных букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков, записываемых без пробелов. Примеры обозначений основных функций приведены в табл. 2.2.Сложные функции образуют из простых, располагая их в последовательности обработки сигнала.

Назначение выводов указывают метками, помещаемыми напротив них в дополнительных полях. Как и обозначения функций элементов, они могут состоять из букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков. Например, вывод установки ИМС в состояние «1» обозначается как S (Set), а сброс схемы в нулевое состояние – как R (Reset).

Таблица 2.2

Примеры функциональных обозначений ИС

	Обозначение
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
Логическое И
общее обозначение со сдвигом слева направо с реверсивным сдвигом
Счетчик двоичный
Счетчик десятичный
общее обозначение двухступенчатый
Набор резисторов
Генератор
Компаратор (сравнение)
Усилитель
Преобразователь цифро-аналоговый
Преобразователь аналого-цифровой

Выводы ИМС могут быть помечены указателями, определяющими их статические и динамические свойства. Указатели проставляют на линии контура УГО или на линии связи около линии контура УГО со стороны линии вывода. Прямые статические выводы изображают линиями, присоединенными к основному или дополнительным полям УГО без каких-либо знаков, инверсные – в виде кружка на конце. Отличительный признак динамического вывода – указатель в виде косой черточки, стрелки или треугольника. Выводы, не несущие логической информации, выделяют крестиком, который наносят либо в месте присоединения к УГО (рис. 2.4), либо в непосредственной близости от него.

По функциональному назначению в цифровых ИМС выделяют следующие устройства.

Логические элементы – это ИМС, реализующие базовые логические функции НЕ, И, ИЛИ и их комбинации И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ. Часть ЛЭ, помимо логических операций, выполняет функции усилителей мощности.

Драйверы . Драйверами принято считать ИМС с повышенной нагрузочной способностью, основным назначением которых является организация связи с периферийными устройствами.

Шифраторы . Назначение шифратора – преобразование входногоунитарного кода в натуральный двоичный.

Дешифраторы выполняют функции обратные шифраторам, т.е. преобразуют двоичный код в унитарный. К специальным дешифраторам относятся преобразователи двоичного кода в коды управления знакосинтезирующими индикаторами.

Мультиплексоры направляют один из m входных сигналов на один выход.

Демультиплексоры решают обратную задачу – направляютодин входной сигнал в один изm выходных каналов.

Арифметическими устройствами являютсясумматоры двоичных чисел,умножители двоичных чисел,АЛУ – арифметическо-логические устройства, схемыконтроля четности ,преобразователи двоичных кодов,цифровые компараторы (устройства сравнения двоичных чисел).

Триггеры – устройства, служащие длязапоминания логических состояний.

Регистры . Регистром называется триггерная линейка, служащая для записи, хранения, сдвига и вывода информации.

Счетчики числа импульсов – суммирующие, вычитающие, реверсивные. Счетчики могут выполнять роль программируемыхделителей частоты.

Релаксационные устройства – типа мультивибраторов и одновибраторов.

Запоминающие устройства предназначены для записи, хранения и выдачи информации.

Степень интеграции (показатель сложности) ИС оценивается числом элементов, размещенных на одном кристалле или подложке:

малая интегральная схема (МИС) –…………………………. до 100;

средняя интегральная схема (СИС) –…………………….. 101 –1000;

большая интегральная схема (БИС) – ………………….1001 – 10000;

сверхбольшая интегральная схема (СБИС) – ………..свыше 100000.

Все цифровые устройства можно отнести к одному из двух основных классов: комбинационные (без памяти) и последовательностные (с памятью). Комбинационными называют устройства, состояние выходов которых в любой момент времени однозначно определяется значениями входных переменных в тот же момент времени. Это логические элементы, преобразователи кодов (в том числе шифраторы и дешифраторы), распределители кодов (мультиплексоры и демультиплексоры), компараторы кодов, арифметико-логические устройства (сумматоры, вычитатели, умножители, собственно АЛУ), постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), программируемые логические матрицы (ПЛМ).

Выходное состояние последовательностного цифрового устройства (конечного автомата) в данный момент времени определяется не только логическими переменными на его входах, но еще зависит и от порядка (последовательности) их поступления в предыдущие моменты времени. Иными словами, конечные автоматы должны обязательно содержать элементы памяти, отражающие всю предысторию поступления логических сигналов, и выполняются на триггерах, в то время как комбинационные цифровые устройства могут быть целиком построены только на логических элементах. К числу цифровых устройств последовательностного типа относят триггеры, регистры, счетчики, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), микропроцессорные устройства (микропроцессоры и микроконтроллеры).

Пример 2.1. В приведенном списке ИМС указать:

а) цифровые интегральные микросхемы комбинационного типа;

б) микросхемы, выполненные по гибридной технологии;

в) цифровые интегральные микросхемы последовательностного типа.

Решение. К числу комбинационных ИМС в приведенном списке относятся логический элемент К133ЛА3, мультиплексор К155КП7, сумматор К564 ИМ3, постоянное запоминающее устройство К556РТ5. По гибридной технологии выполнена микросхема цифроаналогового преобразователя К252ПА1, номер серии которой начинается с цифры 2. К числу последовательностных ИМС относятся триггер К561ТМ2, регистр К555ИР1, счетчик К1533ИЕ6, оперативное запоминающее устройство К537РУ8. Кроме перечисленных микросхем в данном списке приведены операционный усилитель К140УД6, стабилизатор напряжения К142ЕН5, набор резисторов 301НР1А, которые относятся к аналоговым ИМС, причем последняя микросхема выполнена по пленочной технологии (номер серии начинается с цифры 3).

Все выпускаемые ИМС делятся на три группы по конструктивно-технологическим особенностям: каждой группе в системе условных обозначений присваивается своя цифра:

1, 5, 7 – ИМС полупроводниковые (7 – бескорпусные);

2, 4, 6, 8 – ИМС гибридные;

3 – ИМС прочие. К ним относятся пленочные ИМС.

По характеру выполняемых функций в радиоэлектронной аппаратуре ИМС делятся на подгруппы – генераторы, усилители, модуляторы и другие. Подгруппы делятся на виды: усилители – подгруппа, виды усилителей: высокой частоты, низкой частоты и так далее.

Элементную базу аппаратуры составляют серии ИМС – совокупность ИМС, выполняющих различные функции, имеющих единую конструктивно-технологическую базу и предназначенных для совместного применения в аппаратуре.

Первый элемент – цифра, соответствующая конструктивно-технологической группе;

Второй элемент – две или три цифры, означающие порядковый номер разработки данной серии ИМС; Первые два элемента, состоящие из трех-четырех цифр, характеризуют полный номер серии ИМС;

Третий элемент – две буквы, первая из которых характеризует подгруппу, а вторая – вид в этой подгруппе;

Четвертый элемент – порядковый номер разработки ИМС в данной серии, в которой может быть несколько одинаковых по своему функциональному назначению ИМС.

Для микросхем широкого применения в начале маркировки ставится буква К. Если после буквы К ставится буква П или М, то значит, что вся серия имеет пластмассовый или керамический корпус.

Например, К174УН7 – ИМС широкого применения (К), серия 174, полупроводниковая технология (1), подгруппа усилителей (У), вид – низкой частоты, порядковый номер разработки 7.

Выводы. 1. Создание ИМС вызвано необходимостью увеличения надежности, уменьшения габаритных размеров массы, стоимости сложной электронной аппаратуры. 2. ИМС выполняет определенную функцию, имеет высокую плотность размещения элементов.3. Все элементы ИМС рассматриваются как единое целое. схемы. 4. Достоинство гибридных ИМС- простота изготовления, малая трудоемкость и низкая стоимость по сравнению с полупроводниковыми ИМС. 5.Применение МДП-транзисторов в БИС обеспечивает большую степень интеграции за счет меньших размеров транзистора и меньшей площади изоляции.

Коптрольные вопросы:

1.Какими особенностями обладает ИМС?

2.По каким признакам производится классификация ИМС?

3.Назовите все элементы конструкции ИМС.

4.В чем отличие гибридной и пленочной ИМС?

5.Дайте определение базового комплекта БИС.

6.Дайте определение степени интеграции.

7.Какие элементы системы обозначений ИМС составляют номер серии?

8.Какие существуют проблемы повышения степени интеграции?

9.В чем состоят основные особенности больших интегральных схем?

нтегральная микросхема (ИС) представляет собой функциональный миниатюрный микроэлектронный блочок, в котором содержатся транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и другие радиоэлементы, которые выполнены методом молекулярной электроники. Находящиеся в небольшом объеме радиоэлементы образуют микросхему определенного назначения. По конструктивно-технологическому выполнению микросхемы делятся на несколько основных групп: гибридные, полупроводниковые (монолитные) и пленочные. Гибридные микросхемы выполняются на диэлектрической подложке с использованием монтажа дискретных радиокомпонентов пайкой или сваркой на контактных площадках. В полупроводниковых ИС все элементы схемы формируются в кристалле полупроводника. В пленочных ИС радиоэлементы выполнены в виде пленок, нанесенных на поверхность диэлектрика. Все эти микросхемы делятся на схемы с малой (до 10 элементов), средней (10... 100 элементов) и большой (свыше 100 элементов) степенью интеграции. Промышленность выпускает большое количество самых разнообразных ИС, которые в зависимости от функционального назначения делят на аналоговые и цифровые (логические). Аналоговые микросхемы применяют для генерации, усиления и преобразования сигналов. Цифровые ИС служат для обработки дискретного сигнала, выраженного в двоичном или цифровом коде, поэтому их чаще называют логическими микросхемами. Эти микросхемы применяют в вычислительной технике, автоматике и в других областях промышленности.

Интегральные микросхемы характеризуются следующими основными параметрами:

Напряжением питания Un.

Мощностью потребления энергии элементом от источника питания Рп (в заданном режиме).

Помехоустойчивостью ип0м, наибольшее напряжение помехи на входе ИС, которое не вызывает.нарушения правильности работы элемента.

Микросхемы сохраняют свои параметры только в том случае, если выполнены технические условия норм их эксплуатации. Нормы эксплуатации ИС обычно содержатся в справочниках или прилагаемом к ним паспорте.

По конструктивному выполнению ИС подразделяют на имеющие корпус и бескорпусные. Существует 5 основных типов корпусов:

первый тип..............прямоугольный с выводами, перпендикулярными плоскости основания;

второй тип...............прямоугольный с выводами, перпендикулярными плоскости основания, выходящими за пределы проекции корпуса;

третий тип...............круглый;

четвертый тип.........прямоугольный с выводами, расположенными параллельно плоскости основания и выходящими за пределы его тела в этой плоскости;

пятый тип................прямоугольный «безвыводной корпус».

Классификация

Степень интеграции

В СССР были предложены следующие названия микросхем в зависимости от степени интеграции, разная для цифровых и аналоговых микросхем (указано количество элементов для цифровых схем):

Малая интегральная схема (МИС) - до 100 элементов в кристалле,

Средняя интегральная схема (СИС) - до 1000 элементов в кристалле,

Большая интегральная схема (БИС) - до 10000 элементов в кристалле,

Сверхбольшая интегральная схема (СБИС) - до 1 миллиона элементов в кристалле,

Ультрабольшая интегральная схема (УБИС) - до 1 миллиарда элементов в кристалле,

Гигабольшая интегральная схема (ГБИС) - более 1 миллиарда элементов в кристалле.

В настоящее время название УБИС и ГБИС практически не используется (например, последние версии процессоров Itanium, 9300 Tukwila, содержат два миллиарда транзисторов), и все схемы с числом элементов, превышающим 10 000, относят к классу СБИС, считая УБИС его подклассом.

Маркировка

Система маркировки ИС определяет их технологическую разновидность, функциональное назначение и принадлежность к определенной серии. Условное обозначение ИС, в основном, состоит из пяти элементов:

1 элемент...............буква, указывает на область применения микросхемы в бытовой или промышленной аппаратуре;

2 элемент.............. цифра, показывающая вид конструктивно-технологического исполнения (1, 5, 6, 7 - полупроводниковые, 2, 4, 8 - гибридные, 3 - прочие);

3 элемент...............порядковый номер разработки серии (2 или 3 цифры);

4 элемент...............функциональное назначение (две буквы, табл. 2.6);

5 элемент...............порядковый номер разработки по функциональному признаку (цифра).

В конце условного обозначения может стоять буква, которая характеризует особенности микросхемы. Первый элемент, буква, перед обозначением микросхемы может отсутствовать.. Если первый элемент буква К, то это говорит о том, что микросхема предназначена для аппаратуры широкого применения. Пример расшифровки обозначения микросхемы К118УН2А дан на рис. 2.6.

Таблица 2.6

Старые и новые буквенные обозначения интегральных усилителей и вторичных источников питания_

Зная общий вид радиодеталей, можно конечно в некоторой мере разобраться в устройстве радиоэлектронного устройства, но все равно радиолюбителю придется нарисовать на бумаге контуры деталей и соединение между ними.

Еще в прошлом веке с целью сохранения конструктивных и схемных решений радиоустройств пионеры радиотехники делали их рисунки. Если посмотреть на эти рисунки, то можно увидеть, что они выполнены на очень высоком художественном уровне.

Это делали обычно сами изобретатели, если имели способности или приглашенные художники. Рисунки конструкций и соединение деталей делались с натуры.

Чтобы не затрачивать больших средств на рисование радиотехнических устройств и облегчить труд конструкторов начали делать рисунки с упрощениями. Это позволило значительно быстрее повторить конструкцию в другом городе или стране и сохранить схемные решения для потомков. Первые начерченные схемы появились в начале XIX столетия.

На рисование примерного вида детали могло быть потрачено немало времени, а иногда и средств, в те времена еще не было возможности использовать компьютеры и программы для рисования схем .

Детали рисовали подробно. Так, например, катушку индуктивности в 1905 году изображали в изометрии, то есть в трехмерном пространстве, со всеми подробностями, каркасом, намоткой, количеством витков (рис. 1). В конце концов изображения деталей и их соединений стали делать условно, символично, но сохраняя при этом их особенности.

Рис. 1. Эволюция условного графического изображения катушки индуктивности на электрических схемах

В 1915 г. рисунок схем упростился, перестали изображать каркас, вместо этого стали применять линии разной толщины для подчеркивания цилиндрической формы катушки.

Через 40 лет катушка уже изображалась линиями одной толщины, но еще с сохранением первоначальных особенностей ее вида. Только в начале 70-х годов нашего столетия катушку начали изображать плоской, то есть двумерной, а радиоэлектронные схемы стали приобретать свой нынешний вид. Вычерчивание сложных радиоэлектронных схем очень трудоемкая работа. Для ее выполнения необходим опытный чертежник-конструктор.

С целью упрощения процесса вычерчивания схем американский изобретатель Сесиль Эффингер в конце 60-х годов XX века сконструировал печатную машинку.

В машинке вместо обычных букв были вставлены обозначения резисторов, конденсаторов, диодов и т. д. Работа по изготовлению радиосхем на такой машинке стала доступной для выполнения даже простой машинистке. С появлением персональных компьютеров процесс изготовления радиосхем значительно упростился.

Теперь, зная графический редактор, можно на экране компьютера нарисовать радиоэлектронную схему, а затем ее распечатать на принтере. В связи с расширением международных контактов условные обозначения радиосхем усовершенствовались и сейчас они не очень отличаются друг от друга в разных странах. Это делает радиосхемы понятными для радиоспециалистов во всем мире.

Условными графическими обозначениями и правилами исполнения электрических схем занимается третий технический комитет Международной электротехнической комиссии (МЭК).

В радиоэлектронике используются три типа схем: блок-схемы, принципиальные и монтажные. Кроме этого, для проверки радиоэлектронной аппаратуры составляют карты напряжений и сопротивлений.

Блок-схемы не раскрывают особенностей ни деталей, ни количестба диапазонов, ни количества транзисторов, ни того, по какой схеме собраны те или другие узлы, она дает только общее представление о составе аппаратуры и взаимосвязи ее отдельных узлов и блоков. На принципиальной схеме изображают условные обозначения элементов прибора или блоков и их электрические соединения.

Принципиальная схема не дает представления ни о внешнем виде, ни о расположении деталей на плате, ни о том, как расположить соединительные провода. Это можно узнать только из монтажной схемы.

Следует отметить, что на монтажной схеме детали изображаются так, чтобы своим видом напоминать реальные свои очертания. Для проверки режимов работы радиоэлектронной аппаратуры используют специальные карты напряжений и сопротивлений. На этих картах величины напряжений и сопротивлений указываются относительно шасси или заземленного провода.

В нашей стране при вычерчивании радиоэлектронных схем руководствуются государственным стандартом, сокращенно ГОСТ, который указывает, как следует условно изображать те или иные радиодетали.

Для более легкого запоминания условных обозначений отдельных элементов радиоэлектронной аппаратуры их изображения содержат характерные особенности деталей. На схемах рядом с условным графическим изображением ставится буквенно-цифровое обозначение.

Обозначение состоит из одной или двух букв латинского алфавита и цифр, указывающих порядковый номер этой детали на схеме. Порядковые номера графических изображений радиодеталей ставятся исходя из последовательности расположения однотипных символов, например, в направлении слева направо или сверху вниз.

Латинские буквы указывают тип детали, С — конденсатор, R — резистор, VD — диод, L — катушка-индуктивности, ѴТ — транзистор и т.д. Возле буквенно-цифрового обозначения детали указывается значение ее основного параметра (емкость конденсатора, сопротивление резистора, индуктивность и т.п.) и некоторые дополнительные сведения. Наиболее употребительные условные графические изображения радиодеталей на принципиальных схемах приведены в табл. 1, а их буквенные обозначения (коды) даны в табл. 2.

В конце позиционного обозначения может быть поставлена буква, указывающая на его функциональное назначение, табл. 3. Например, R1F — резистор защитный, SB1R — кнопка сброса.

Для повышения информационной насыщенности печатного издания в научной и технической литературе по радиоэлектронике, а также на различных схемах, относящихся к этой области знаний, применяются условные буквенные сокращения устройств и протекающих в них физических процессов. В табл. 4 приведены наиболее употребительные сокращения и их расшифровка.

Таблица 1. Условные графические обозначения радиодеталей на принципиальных схемах.

Таблица 2. Буквенные обозначения (коды) радиодеталей на принципиальных схемах.

Устройства и элементы	Буквенный код
Устройства: усилители, приборы телеуправления, лазеры, мазеры; общее обозначение	А
Преобразователи неэлектрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот, аналоговые или многоразрядные преобразователи, датчики для указания или измерения; общее обозначение	В
Громкоговоритель	ВА
Магнитострикционный элемент	ВВ
Детектор ионизирующих излучений	BD
Сельсин-датчик	ВС
Сельсин-приемник	BE
Телефон (капсюль)	BF
Тепловой датчик	ВК
Фотоэлемент	BL
Микрофон	ВМ
Датчик давления	ВР
Пьезоэлемент	ВО
Датчик частоты вращения, тахогенератор	BR
Звукосниматель	BS
Датчик скорости	ВѴ
Конденсаторы	С
Микросхемы интегральные, микросборки: общее обозначение	D
Микросхема интегральная аналоговая	DA
Микросхема интегральная цифровая, логический элемент	DD
Устройство хранения информации (памяти)	DS
Устройство задержки	DT
Элементы разные: общее обозначение	Е
Лампа осветительная	EL
Нагревательный элемент	ЕК
Разрядники, предохранители, устройства защиты: общее обозначение	F
Предохранитель плавкий	FU
Генераторы, источники питания, кварцевые генераторы: общее обозначение	G
Батарея гальванических элементов, аккумуляторов	GB
Устройства индикационные и сигнальные; общее обозначение	Н
Прибор звуковой сигнализации	НА
Индикатор символьный	HG
Прибор световой сигнализации	HL
Реле, контакторы, пускатели; общее обозначение	К
Устройства и элементы	буквенный код
Реле электротепловоѳ	кк
Реле времени	КТ
Контактор, магнитный пускатель	км
Катушки индуктивности, дроссели; общее обозначение	L
Двигатели, общее обозначение	М
Приборы измерительные; общее обозначение	Р
Амперметр (миллиамперметр, микроамперметр)	РА
Счетчик импульсов	PC
Частотомер	PF
Омметр	PR
Регистрирующий прибор	PS
Измеритель времени действия, часы	РТ
Вольтметр	PV
Ваттметр	PW
Резисторы постоянные и переменные; общее обозначение	R
Терморезистор	RK
Шунт измерительный	RS
Варистор	RU
Выключатели, разъединители, короткозамыкатели в силовых цепях (в цепях питания оборудования); общее обозначение	Q
Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных; общее обозначение	S
Выключатель или переключатель	SA
Выключатель кнопочный	SB
Выключатель автоматический	SF
Трансформаторы, автотрансформаторы; общее обозначение	T
Электромагнитный стабилизатор	TS
Преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи; общее обозначение	и
Модулятор	ив
Демодулятор	UR
Дискриминатор	Ul
Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель	UZ
Приборы полупроводниковые и электровакуумные; общее обозначение	V
Диод, стабилитрон	VD
Транзистор	VT
Тиристор	VS
Прибор электровакуумный	VL
Устройства и элементы	Буквенный код
Линии и элементы СВЧ; общее обозначение	W
Ответвитель	WE
Коро ткоэа мы ка тель	WK
Вентиль	WS
Трансформатор, фазовращатель, неоднородность	WT
Аттенюатор	WU
Антенна	WA
Соединения контактные; общее обозначение	X
Штырь (вилка)	ХР
Гнездо (розетка)	XS
Соединение разборное	XT
Соединитель высокочастотный	XW
Устройства механические с электромагнитным приводом; общее обозначение	Y
Электромагнит	YA
Тормоз с электромагнитным приводом	YB
Муфта с электромагнитным приводом	YC
Устройства оконечные, фильтры; общее обозначение	Z
Ограничитель	ZL
Фильтр кварцевый	ZQ

Таблица 3. Буквенные коды функционального назначения радиоэлектронного устройства или элемента.

	Буквенный код
Вспомога тельный	А
Считающий	С
Дифференцирующий	D
Защитный	F
Испытательный	G
Сигнальный	Н
Интегрирующий	1
Гпавный	М
Измерительный	N
Пропорциональный	Р
Состояние (старт, стоп, ограничение)	Q
Возврат, сброс	R
Функциональное назначение устройства, элемента	буквенный код
Запоминающий, записывающий	S
Синхронизирующий, задерживающий	т
Скорость (ускорение, торможение)	V
Суммирующий	W
Умножение	X
Аналоговый	Y
Цифровой	Z

Таблица 4. Наиболее употребительные условные буквенные сокращения по радиоэлектронике, используемые на различных схемах, в технической и научной литературе.

Буквенное сокращение	Расшифровка сокращение
AM	амплитудная модуляция
АПЧ	автоматическая подстройка частоты
АПЧГ	автоматическая подстройка частоты гетеродина
АПЧФ	автоматическая подстройка частоты и фазы
АРУ	автоматическая регулировка усиления
АРЯ	автоматическая регулировка яркости
АС	акустическая система
АФУ	антенно-фидерное устройство
АЦП	аналого-цифровой преобразователь
АЧХ	амплитудно-частотная характеристика
БГИМС	большая гибридная интегральная микросхема
БДУ	беспроводное дистанционное управление
БИС	большая интегральная схема
БОС	блок обработки сигналов
БП	блок питания
БР	блок развертки
БРК	блок радиоканала
БС	блок сведения
БТК	блокинг-трансформатор кадровый
Буквенное сокращение	Расшифровка сокращения
БТС	блокинг-трансформатор строчный
БУ	блок управления
БЦ	блок цветности
БЦИ	блок цветности интегральный (с применением микросхем)
ВД	видеодетектор
ВИМ	время-импульсная модуляция
ВУ	видеоусилитель; входное (выходное) устройство
ВЧ	высокая частота
Г	гетеродин
ГВ	головка воспроизводящая
ГВЧ	генератор высокой частоты
ГВЧ	гипервысокая частота
ГЗ	генератор запуска; головка записывающая
ГИР	гетеродинный индикатор резонанса
ГИС	гибридная интегральная схема
ГКР	генератор кадровой развертки
ГКЧ	генератор качающейся частоты
ГМВ	генератор метровых волн
ГПД	генератор плавного диапазона
ГО	генератор огибающей
ГС	генератор сигналов
Сокращение	Расшифровка сокращения
ГСР	генератор строчной развертки
гсс	генератор стандартных сигналов
гг	генератор тактовой частоты
ГУ	головка универсальная
ГУН	генератор, управляемый напряжением
Д	детектор
дв	длинные волны
дд	дробный детектор
дн	делитель напряжения
дм	делитель мощности
дмв	дециметровые волны
ДУ	дистанционное управление
ДШПФ	динамический шумопонижающий фильтр
ЕАСС	единая автоматизированная сеть связи
ЕСКД	единая система конструкторской документации
зг	генератор звуковой частоты; задающий генератор
зс	замедляющая система; звуковой сигнал; звукосниматель
ЗЧ	звуковая частота
И	интегратор
икм	импульсно-кодовая модуляция
ИКУ	измеритель квазипикового уровня
имс	интегральная микросхема
ини	измеритель линейных искажений
инч	инфранизкая частота
ион	источник образцового напряжения
ип	источник питания
ичх	измеритель частотных характеристик
к	коммутатор
КБВ	коэффициент бегущей волны
КВ	короткие волны
квч	крайне высокая частота
кзв	канал записи-воспроизведения
КИМ	кодо-импульсная модуляции
Буквенное сокращение	Расшифровка сокращения
кк	катушки кадровые отклоняющей системы
км	кодирующая матрица
кнч	крайне низкая частота
кпд	коэффициент полезного действия
КС	катушки строчные отклоняющей системы
ксв	коэффициент стоячей волны
ксвн	коэффициент стоячей волны напряжения
КТ	контрольная точка
КФ	катушка фокусирующая
ЛБВ	лампа бегущей волны
лз	линия задержки
лов	лампа обратной волны
лпд	лавинно-пролетный диод
лппт	лампово-полупроводниковый телевизор
м	модулятор
MA	магнитная антенна
MB	метровые волны
мдп	структура металл-диэлектрик-полупроводник
МОП	структура металл-окисел-полупроводник
мс	микросхема
МУ	микрофонный усилитель
ни	нелинейные искажения
нч	низкая частота
ОБ	общая база (включение транзистора по схеме с общей базой)
овч	очень высокая частота
ои	общий исток (включение транзистора *по схеме с общим истоком)
ок	общий коллектор (включение транзистора по схеме с обшим коллектором)
онч	очень низкая частота
оос	отрицательная обратная связь
ОС	отклоняющая система
ОУ	операционный усилитель
ОЭ	обший эмиттер (включение транзистора по схеме с общим эмиттером)
Сокращение	Расшифровка сокращения
ПАВ	поверхностные акустические волны
пдс	приставка двухречевого сопровождения
ПДУ	пульт дистанционного управления
пкн	преобразователь код-напряжение
пнк	преобразователь напряжение-код
пнч	преобразователь напряжение частота
пос	положительная обратная связь
ППУ	помехоподавляющее устройство
пч	промежуточная частота; преобразователь частоты
птк	переключатель телевизионных каналов
птс	полный телевизионный сигнал
ПТУ	промышленная телевизионная установка
ПУ	предварительный усили^егіь
ПУВ	предварительный усилитель воспроизведения
ПУЗ	предварительный усилитель записи
ПФ	полосовой фильтр; пьезофильтр
пх	передаточная характеристика
пцтс	полный цветовой телевизионный сигнал
РЛС	регулятор линейности строк; радиолокационная станция
РП	регистр памяти
РПЧГ	ручная подстройка частоты гетеродина
РРС	регулятор размера строк
PC	регистр сдвиговый; регулятор сведения
РФ	режекторный или заграждающий фильтр
РЭА	радиоэлектронная аппаратура
СБДУ	система беспроводного дистанционного управления
СБИС	сверхбольшая интегральная схема
СВ	средние волны
свп	сенсорный выбор программ
СВЧ	сверхвысокая частота
сг	сигнал-генератор
сдв	сверхдлинные волны
Сокращение	Расшифровка сокращения
СДУ	светодинамическая установка; система дистанционного управления
СК	селектор каналов
СКВ	селектор каналов всеволновый
ск-д	селектор каналов дециметровых волн
СК-М	селектор каналов метровых волн
СМ	смеситель
енч	сверхнизкая частота
СП	сигнал сетчатого поля
сс	синхросигнал
сси	строчный синхронизирующий импульс
СУ	селектор-усилитель
сч	средняя частота
ТВ	тропосферные радиоволны; телевидение
твс	трансформатор выходной строчный
твз	трансформатор выходной канала звука
твк	трансформатор выходной кадровый
ТИТ	телевизионная испытательная таблица
ТКЕ	температурный коэффициент емкости
тки	температурный коэффициент индуктивности
ткмп	температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости
ткнс	температурный коэффициент напряжения стабилизации
ткс	температурный коэффициент сопротивления
тс	трансформатор сетевой
тц	телевизионный центр
тцп	таблица цветных полос
ТУ	технические условия
У	усилитель
УВ	усилитель воспроизведения
УВС	усилитель видеосигнала
УВХ	устройство выборки-хранения
УВЧ	усилитель сигналов высокой частоты
Буквенное сокращение	Расшифровка сокращения
УВЧ	ультравысокая частота
УЗ	усилитель записи
УЗЧ	усилитель сигналов звуковой частоты
УКВ	ультракороткие волны
УЛПТ	унифицированный ламповополупроводниковый телевизор
УЛЛЦТ	унифицированный лампово полупроводниковый цветной телевизор
УЛТ	унифицированный ламповый телевизор
УМЗЧ	усилитель мощности сигналов звуковой частоты
УНТ	унифицированный телевизор
УНЧ	усилитель сигналов низкой частоты
УНУ	управляемый напряжением усилитель.
УПТ	усилитель постоянного тока; унифицированный полупроводниковый телевизор
УПЧ	усилитель сигналов промежуточной частоты
УПЧЗ	усилитель сигналов промежуточной частоты звук?
УПЧИ	усилитель сигналов промежуточной частоты изображения
УРЧ	усилитель сигналов радиочастоты
УС	устройство сопряжения; устройство сравнения
УСВЧ	усилитель сигналов сверхвысокой частоты
УСС	усилитель строчных синхроимпульсов
УСУ	универсальное сенсорное устройство
УУ	устройство (узел) управления
УЭ	ускоряющий (управляющий) электрод
УЭИТ	универсальная электронная испытательная таблица
ФАПЧ	фазовая автоматическая подстройка частоты
Буквенное сокращение	Расшифровка сокращения
ФВЧ	фильтр верхних частот
ФД	фазовый детектор; фотодиод
ФИМ	фазо-импульсная модуляция
ФМ	фазовая модуляция
ФНЧ	фильтр низких частот
ФПЧ	фильтр промежуточной частоты
ФПЧЗ	фильтр промежуточной частоты звука
ФПЧИ	фильтр промежуточной частоты изображения
ФСИ	фильтр сосредоточенной избирательности
ФСС	фильтр сосредоточенной селекции
ФТ	фототранзистор
ФЧХ	фазо-частотная характеристика
ЦАП	цифро-аналоговый преобразователь
ЦВМ	цифровая вычислительная машина
ЦМУ	цветомузыкальная установка
ЦТ	центральное телевидение
ЧД	частотный детектор
ЧИМ	частотно-импульсная модуляция
чм	частотная модуляция
шим	широтно-импульсная модуляция
шс	шумовой сигнал
эв	электрон-вольт (е. В)
ЭВМ.	электронная вычислительная машина
эдс	электродвижущая сила
эк	электронный коммутатор
ЭЛТ	электронно-лучевая трубка
ЭМИ	электронный музыкальный инструмент
эмос	электромеханическая обратная связь
ЭМФ	электромеханический фильтр
ЭПУ	электропроигрывающее устройство
ЭЦВМ	электронная цифровая вычислительная машина

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

Микросхемы и их функционирование

Рассматриваются обозначения цифровых микросхем, их выводов и сигналов на принципиальных схемах, особенности основных серий простейших цифровых микросхем, базовые типы корпусов микросхем, а также принципы двоичного кодирования и принципы работы цифровых устройств.

Основные обозначения на схемах

Для изображения электронных устройств и их узлов применяется три основных типа схем:

принципиальная схема ;

структурная схема ;

функциональная схема .

Различаются они своим назначением и, самое главное, степенью детализации изображения устройств.

Принципиальная схема - наиболее подробная. Она обязательно показывает все использованные в устройстве элементы и все связи между ними. Если схема строится на основе микросхем, то должны быть показаны номера выводов всех входов и выходов этих микросхем. Принципиальная схема должна позволять полностью воспроизвести устройство. Обозначения принципиальной схемы наиболее жестко стандартизованы, отклонения от стандартов не рекомендуются.

Структурная схема - наименее подробная. Она предназначена для отображения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначения структурной схемы могут быть довольно произвольными, хотя некоторые общепринятые правила все-таки лучше выполнять.

Функциональная схема представляет собой гибрид структурной и принципиальной. Некоторые наиболее простые блоки, узлы, части устройства отображаются на ней, как на структурной схеме, а остальные - как на принципиальной схеме. Функциональная схема дает возможность понять всю логику работы устройства, все его отличия от других подобных устройств, но не позволяет без дополнительной самостоятельной работы воспроизвести это устройство. Что касается обозначений, используемых на функциональных схемах, то в части, показанной как структура, они не стандартизованы, а в части, показанной как принципиальная схема, - стандартизованы.

В технической документации обязательно приводятся структурная или функциональная схема, а также обязательно принципиальная схема. В научных статьях и книгах чаще всего ограничиваются структурной или функциональной схемой, приводя принципиальные схемы только некоторых узлов.

А теперь рассмотрим основные обозначения, используемые на схемах.

Все узлы, блоки, части, элементы, микросхемы показываются в виде прямоугольников с соответствующими надписями. Все связи между ними, все передаваемые сигналы изображаются в виде линий, соединяющих эти прямоугольники. Входы и входы/выходы должны быть расположены на левой стороне прямоугольника, выходы - на правой стороне, хотя это правило часто нарушают, когда необходимо упростить рисунок схемы. Выводы и связи питания, как правило, не прорисовывают, если, конечно, не используются нестандартные включения элементов схемы. Это самые общие правила, касающиеся любых схем.

Прежде чем перейти к более частным правилам, дадим несколько определений.

Положительный сигнал (сигнал положительной полярности) - это сигнал, активный уровень которого - логическая единица. То есть нуль - это отсутствие сигнала, единица - сигнал пришел (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Элементы цифрового сигнала

Отрицательный сигнал (сигнал отрицательной полярности) - это сигнал, активный уровень которого - логический нуль. То есть единица - это отсутствие сигнала, нуль - сигнал пришел (рис. 2.1).

Активный уровень сигнала - это уровень, соответствующий приходу сигнала, то есть выполнению этим сигналом соответствующей ему функции.

Пассивный уровень сигнала - это уровень, в котором сигнал не выполняет никакой функции.

Инвертирование или инверсия сигнала - это изменение его полярности.

Инверсный выход - это выход, выдающий сигнал инверсной полярности по сравнению с входным сигналом.

Прямой выход - это выход, выдающий сигнал такой же полярности, какую имеет входной сигнал.

Положительный фронт сигнала - это переход сигнала из нуля в единицу.

Отрицательный фронт сигнала (спад) - это переход сигнала из единицы в нуль.

Передний фронт сигнала - это переход сигнала из пассивного уровня в активный.

Задний фронт сигнала - это переход сигнала из активного уровня в пассивный.

Тактовый сигнал (или строб) - управляющий сигнал, который определяет момент выполнения элементом или узлом его функции.

Шина - группа сигналов, объединенных по какому-то принципу, например, шиной называют сигналы, соответствующие всем разрядам какого-то двоичного кода.

Рис. 2.2. Обозначение входов и выходов

Для обозначения полярности сигнала на схемах используется простое правило: если сигнал отрицательный, то перед его названием ставится знак минус, например, -WR или -OE, или же (реже) над названием сигнала ставится черта. Если таких знаков нет, то сигнал считается положительным. Для названий сигналов обычно используются латинские буквы, представляющие собой сокращения английских слов, например, WR - сигнал записи (от "write" - "писать").

Инверсия сигнала обозначается кружочком на месте входа или выхода. Существуют инверсные входы и инверсные выходы (рис. 2.2).

Если какая-то микросхема выполняет функцию по фронту входного сигнала, то на месте входа ставится косая черта (под углом 45°), причем наклон вправо или влево определяется тем, положительный или отрицательный фронт используется в данном случае (рис. 2.2).

Тип выхода микросхемы помечается специальным значком: выход 3С - перечеркнутым ромбом, а выход ОК - подчеркнутым ромбом (рис. 2.2). Стандартный выход (2С) никак не помечается.

Наконец, если у микросхемы необходимо показать неинформационные выводы, то есть выводы, не являющиеся ни логическими входами, ни логическими выходами, то такой вывод помечается косым крестом (две перпендикулярные линии под углом 45°). Это могут быть, например, выводы для подключения внешних элементов (резисторов, конденсаторов) или выводы питания (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Обозначение неинформационных выводов

В схемах также предусматриваются специальные обозначения для шин (рис. 2.4). На структурных и функциональных схемах шины обозначаются толстыми линиями или двойными стрелками, причем количество сигналов, входящих в шину, указывается рядом с косой чертой, пересекающей шину. На принципиальных схемах шина тоже обозначается толстой линией, а входящие в шину и выходящие из шины сигналы изображаются в виде перпендикулярных к шине тонких линий с указанием их номера или названия (рис. 2.4). При передаче по шине двоичного кода нумерация начинается с младшего разряда кода.

Рис. 2.4. Обозначение шин

При изображении микросхем используются сокращенные названия входных и выходных сигналов, отражающие их функцию. Эти названия располагаются на рисунке рядом с соответствующим выводом. Также на изображении микросхем указывается выполняемая ими функция (обычно в центре вверху). Изображение микросхемы иногда делят на три вертикальные поля. Левое поле относится к входным сигналам, правое - к выходным сигналам. В центральном поле помещается название микросхемы и символы ее особенностей. Неинформационные выводы могут указываться как на левом, так и на правом поле; иногда их показывают на верхней или нижней стороне прямоугольника, изображающего микросхему.

В табл. 2.1 приведены некоторые наиболее часто встречающиеся обозначения сигналов и функций микросхем. Микросхема в целом обозначается на схемах буквами DD (от английского "digital" - "цифровой") с соответствующим номером, например, DD1, DD20.1, DD38.2 (после точки указывается номер элемента или узла внутри микросхемы).

Таблица 2.1. Некоторые обозначения сигналов и микросхем
Обозначение	Название	Назначение
		Элемент И
		Элемент Исключающее ИЛИ
		Элемент ИЛИ
		Адресные разряды
		Тактовый сигнал (строб)
		Разрешение тактового сигнала
		Выбор микросхемы
		Разряды данных, данные
		Дешифратор
		Разрешение третьего состояния
		Генератор
		Вход/Выход
		Разрешение выхода
		Мультиплексор
		Сброс (установка в нуль)
		Установка в единицу
		Сумматор
		Окончание счета
		Третье состояние выхода

Более полная таблица обозначений сигналов и микросхем, используемых в принципиальных схемах, приведена в приложении.