Elementy logiczne i ich elektryczne odpowiedniki. Schemat, opis

KSIĄŻKI I ARTYKUŁY
Darmowa biblioteka / Katalog / Radio - dla początkujących

Elementy logiczne i ich elektryczne odpowiedniki. Radio - dla początkujących

Radio - dla początkujących

Elementów logicznych działających jako niezależne mikroukłady cyfrowe o niskim stopniu integracji oraz jako komponenty mikroukładów o wyższym stopniu integracji można liczyć do kilkudziesięciu. Ale tutaj porozmawiamy tylko o czterech z nich - o elementach logicznych AND, OR, NOT, AND-NO. Elementy AND, OR i NOT są podstawowe, a AND-NOT jest kombinacją elementów AND i NOT.

Czym są te „cegiełki” technologii cyfrowej, jaka jest logika ich działania? Wyjaśnijmy od razu: napięcie od 0 do 0,4 V, czyli odpowiadające poziomowi logicznego 0, nazwiemy napięciem niskiego poziomu, a napięcie powyżej 2,4 V, odpowiadające poziomowi logicznej 1, będziemy nazywać napięciem wysokiego poziomu. To właśnie te poziomy napięcia na wejściu i wyjściu elementów logicznych i innych mikroukładów serii K155 są powszechnie używane do charakteryzowania ich stanów logicznych i działania.

Warunkowe oznaczenie graficzne elementu logicznego I pokazano na ryc. 1a. Jego symbolem warunkowym jest znak „&” wewnątrz prostokąta; ten znak zastępuje połączenie „i” w języku angielskim. Po lewej - dwa (może więcej) wejścia logiczne - X1 i X2, po prawej - jedno wyjście Y. Logika elementu jest następująca: napięcie wysokiego poziomu na wyjściu pojawia się tylko wtedy, gdy podawane są sygnały o tym samym poziomie stosowane do wszystkich jego wejść

Elementy logiczne i ich elektryczne odpowiedniki
Rys 1. Element logiczny

W zrozumieniu logiki działania elementu logicznego AND pomoże jego elektryczny analog (ryc. 1, b), składający się z połączonego szeregowo źródła zasilania GB1 (na przykład baterii 3336), przełączników przyciskowych SB1, SB2 dowolnego konstrukcja i żarówka HL1 (MNZ, 5-0,26). Przełączniki symulują sygnały elektryczne na wejściu analogowym, a żarnik lampy wskazuje poziom sygnału na wyjściu. Otwarty stan styków przełącznika odpowiada niskiemu poziomowi napięcia, zamknięty stan odpowiada wysokiemu poziomowi napięcia. Podczas gdy styki przycisków nie są zamknięte (na obu wejściach elementu napięcie jest niskie), elektryczne; obwód analogowy jest otwarty i lampka oczywiście nie świeci. Łatwo wyciągnąć inny wniosek: żarówka na wyjściu elementu AND włącza się dopiero po zamknięciu styków obu przycisków SB1 i SB2.Jest to logiczne połączenie między sygnałami wejściowymi i wyjściowymi elementu AND.

Teraz spójrz na rys. 1 w. Pokazuje wykresy czasowe procesów elektrycznych, które dają wiarygodne wyobrażenie o działaniu elementu logicznego I. Na wejściu Xi sygnał pojawia się jako pierwszy. Gdy tylko ten sam sygnał pojawi się na wejściu X3, natychmiast pojawi się sygnał na wyjściu Y, który istnieje tak długo, jak długo na obu wejściach występują sygnały odpowiadające wysokiemu poziomowi napięcia.

Tak zwana tablica stanów (ryc. 1, d), przypominająca tabliczkę mnożenia, daje wyobrażenie o stanie i logicznym połączeniu między sygnałami wejściowymi i wyjściowymi elementu AND. Patrząc na to, można powiedzieć, że sygnał wysokiego poziomu pojawi się na wyjściu elementu tylko wtedy, gdy na obu jego wejściach pojawią się sygnały o tym samym poziomie. We wszystkich innych przypadkach wyjście elementu będzie miało napięcie niskiego poziomu, tj. odpowiadające logicznemu 0. Symbolem warunkowym elementu logicznego OR jest liczba 1 wewnątrz prostokąta (ryc. 2, a). Ten element, podobnie jak element AND, może mieć dwa lub więcej wejść. Sygnał na wyjściu Y, odpowiadający wysokiemu poziomowi napięcia, pojawia się, gdy ten sam sygnał zostanie podany na wejście X1, wejście X2 lub oba wejścia jednocześnie. Aby zweryfikować to działanie elementu OR, przeprowadź eksperyment z jego elektrycznym odpowiednikiem (ryc. 2, b).

Elementy logiczne i ich elektryczne odpowiedniki
Ryż. 2,3 LUB brama

Żarówka HL1 na wyjściu analogowym zaświeci się, gdy styki lub przyciski SB1 lub SB2 lub oba (wszystkie) jednocześnie zostaną zwarte stany (rys. 2d), które determinują logiczne powiązanie między wejściem i sygnały wyjściowe.

Symbolem warunkowym elementu logicznego NOT jest również liczba 1 w prostokącie (ryc. 3, a). Ale ma jedno wejście i jedno. Wyjście. Małe kółko rozpoczynające linię sygnału wyjściowego symbolizuje logiczną negację na wyjściu elementu, co w języku techniki cyfrowej NIE oznacza, że element ten jest falownikiem-urządzeniem elektronicznym, którego sygnał wyjściowy jest przeciwny do wejścia. Innymi słowy, podczas gdy sygnał niskiego poziomu NIE jest aktywny na wejściu elementu, sygnał wysokiego poziomu będzie na jego wyjściu i na odwrót.

Elektryczny analog elementu NOT można zmontować zgodnie z obwodem pokazanym na ryc. 3, ur. Przekaźnik elektromagnetyczny K1 działający przy zasilaniu akumulatora GB1 musi być dobrany z grupą zwartych styków, podczas gdy styki przycisku SB1 są rozwarte, uzwojenie przekaźnika jest odwzbudzone, jego styki K1-1 pozostają zwarte i , dlatego świeci lampka HL1. Po naciśnięciu przycisku jego styki są zwarte, symulując pojawienie się sygnału wejściowego o wysokim poziomie, w wyniku czego przekaźnik zostaje aktywowany. Jego styki, otwierając się, przerywają obwód zasilania lampy HL1 gaszenia, symbolizuje pojawienie się na wyjściu sygnału niskiego poziomu. Spróbuj narysować własne diagramy czasowe działania elementu NOT i skompiluj jego tabelę stanów - powinny one okazać się takie same, jak te pokazane na ryc. 3, w, g.

Jak już powiedzieliśmy, bramka AND-NO jest kombinacją bramek AND i NOT. Dlatego na jego oznaczeniu graficznym (ryc. 4, a) znajduje się znak „&” i okrąg na linii sygnału wyjściowego, symbolizujący negację logiczną. Jest tylko jedno wyjście, ale dwa lub więcej wejść.

Elementy logiczne i ich elektryczne odpowiedniki
Ryż. 4 bramka NAND

Aby zrozumieć zasadę działania takiego logicznego elementu technologii cyfrowej, pomoże ci jego elektryczny odpowiednik, zmontowany zgodnie ze schematem na ryc. 4b. Przekaźnik elektromagnetyczny K1, bateria GB1 i żarówka HL1 są takie same jak w analogu elementu NOT. Szeregowo z uzwojeniem przekaźnika należy włączyć dwa przyciski (SB1 i SB2), których styki będą symulować sygnały wejściowe. W stanie początkowym, gdy styki przycisków są otwarte, lampa świeci, symbolizując sygnał wysokiego poziomu na wyjściu. Kliknij jeden z przycisków w pasie wejściowym.

Jak reaguje na to kontrolka? Ona nadal świeci. Co jeśli naciśniesz oba przyciski? W tym przypadku obwód elektryczny tworzony przez zasilanie bateryjne, uzwojenie przekaźnika i styki przycisku są zamknięte, przekaźnik jest aktywowany, a jego styki K1.1, otwierając się, przerywają drugi obwód analogowy - lampka gaśnie.

Eksperymenty te pozwalają stwierdzić: przy sygnale niskiego poziomu na jednym lub wszystkich wejściach elementu AND-NOT (gdy styki przycisków wejść analogowych są rozwarte), na wyjściu działa sygnał wysokiego poziomu, który zmienia na sygnał niskiego poziomu, gdy na wszystkich wejściach elementu pojawiają się te same sygnały (styki przycisków analogowych są zwarte). Wniosek ten potwierdzają schematy działania oraz tabela stanów pokazana na rys. 4, c, d.

Zwróćmy uwagę na następujący fakt: jeśli połączymy ze sobą wejścia elementu AND-NOT i doprowadzimy do nich sygnał o wysokim poziomie, to na wyjściu elementu będzie sygnał o niskim poziomie. I odwrotnie, gdy do połączonego wejścia zostanie przyłożony sygnał o niskim poziomie, element wyemituje sygnał o wysokim poziomie. W tym przypadku element NAND, jak już zapewne się domyślasz, staje się falownikiem, czyli elementem logicznym NOT. Ta właściwość elementu NAND jest bardzo szeroko stosowana w instrumentach i urządzeniach technologii cyfrowej.

Zobacz inne artykuły Sekcja Początkujący amator radiowy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Przedwzmacniacz Densen B-250CAST 14.05.2017

Wprowadzono przedwzmacniacz Densen B-250CAST, w skład którego wchodzi również DAC i odtwarzacz sieciowy. Nowość wchłonęła rozwiązania z wczesnego modelu B-275 Super Leggera. Aby zredukować szumy, zniekształcenia i nierównowagę między kanałami, obwód regulacji głośności wykorzystuje rezystory z metalowej folii Vishay oraz szereg przekaźników sterowanych mikroprocesorem. Głośność jest regulowana w krokach co 0,5 dB w zakresie 200 kroków i utrzymuje równowagę między kanałami nawet przy niskich poziomach.

W sekcji mocy znajdują się trzy transformatory po 20 VA każdy, są one zabezpieczone przed drganiami, podobnie jak stopnie wzmacniacza o mocy 6 W, pracujące w klasie A bez sprzężenia zwrotnego i umieszczone w izolowanych obudowach. Obwody wyjściowe są zbudowane zgodnie ze schematem „podwójne mono” i zawierają kondensatory o łącznej pojemności 100 000 mikrofaradów.

Nowość obsługuje podłączenie przedwzmacniacza gramofonowego MM DP-07 oraz zewnętrznych zasilaczy DNRG, 1NRG lub 2NRG. Obsługiwany jest Google Cast, wbudowany DAC pracuje w formacie 192/24, a jego część analogowa wykorzystuje tylko elementy dyskretne, jest wejście optyczne S/PDIF.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Laser odsunie pocisk od celu

▪ Nowa elektronika wytrzyma promieniowanie i ciepło

▪ ViewSonic VSD241 All-in-One z procesorem NVIDIA Tegra 3

▪ Gaz i olej ze starych opon

▪ Embriony ludzkie są tworzone sztucznie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcji witryny Elektronika użytkowa. Wybór artykułów

▪ artykuł Spokojnie patrzy na prawicę i na winnego, nie znając ani litości, ani złości. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Skąd pochodził Marco Polo? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Opony spawane - rowerowe. Wskazówki podróżnicze

▪ artykuł Wzmacniacz samochodowy 4x30 watów na chipie TDA7386. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Zasilacz 9 V Kron, 100 V XNUMX miliamperów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn