Логічні елементи та їх електричні аналоги. Схема, опис

КНИГИ ТА СТАТТІ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Радіо - початківцям

Логічні елементи та їх електричні аналоги. Радіо - початківцям

Радіо - початківцям

Логічних елементів, які працюють як самостійні цифрові мікросхеми малого ступеня інтеграції та як компоненти мікросхем вищого ступеня інтеграції, можна нарахувати кілька десятків. Але тут ми поговоримо лише про чотири з них - про логічні елементи І, АБО, НЕ, І-НЕ. Елементи І, АБО і НЕ – основні, а І-НЕ є комбінацією елементів І та НЕ.

Що являють собою ці "цеглинки" цифрової техніки, яка логіка їхньої дії? Відразу уточнимо: напруга від 0 до 0,4 В, тобто відповідне рівню логічного 0, ми називатимемо напругою низького рівня, а напруга більше 2,4 В, що відповідає рівню логічної 1, - напругою високого рівня. Саме такими рівнями напруги на вході та виході логічних елементів та інших мікросхем серії К155 прийнято характеризувати їх логічні стани та роботу.

Умовне графічне позначення логічного елемента показано на рис. 1,а. Його умовним символом служить знак "&", що стоїть усередині прямокутника; цей знак замінює спілку "і" в англійській мові. Ліворуч - два (може бути і більше) логічних входу - X1 і X2, праворуч - один вихід Y. Логіка дії елемента така: напруга високого рівня з'являється на виході лише тоді, коли сигнали такого ж рівня будуть подані на всі його входи

Логічні елементи та їх електричні аналоги
Рис 1. Логічний елемент

Розібратися в логіці дії логічного елемента І допоможе його електричний аналог (рис. 1, б), складений із послідовно з'єднаних джерела живлення GB1 (наприклад, батареї 3336), кнопкових перемикачів SB1, SB2 будь-якої конструкції та лампи розжарювання HL1 (МНЗ,5-0,26 ,1). Перемикачі імітують електричні сигнали на вході аналога, а нитка лампи показує рівень сигналу на виході. Розімкнений стан контактів перемикачів відповідає напрузі низького рівня, замкнутий-високого рівня. Поки контакти клавіш не замкнуті (на обох входах елемента напруга низького рівня), електрична; ланцюг аналога розімкнутий і лампа, природно, не світить. Неважко зробити інший висновок: лампа розжарювання на виході елемента І включається тільки після того, як контакти обох кнопок SB2 і SBXNUMX виявляться замкнутими У цьому полягає логічний зв'язок між вхідними і вихідними сигналами елемента І.

Тепер погляньте на рис. 1, ст. На ньому зображено часові діаграми електричних процесів, що дають достовірне уявлення про роботу логічного елемента І. На вході Xi сигнал з'являється першим. Як тільки такий сигнал буде і на вході Х3, відразу з'являється сигнал і на виході Y, який існує до тих пір, поки на обох входах є сигнали, що відповідають напрузі високого рівня.

Про стан та логічний зв'язок між вхідними та вихідним сигналами елемента І дає уявлення так звана таблиця станів (рис. 1, г), що нагадує таблицю множення. Дивлячись на неї, можна сказати, що сигнал високого рівня на виході елемента буде тільки тоді, коли сигнали такого рівня з'являться на обох його входах. У всіх інших випадках на виході елемента буде напруга низького рівня, тобто відповідне логічному 0. Умовний символ логічного елемента АБО - цифра 1 усередині прямокутника (рис. 2, а). Цей елемент, як і елемент І, може бути два і більше входів. Сигнал на виході Y, що відповідає напрузі високого рівня, з'являється при подачі такого ж сигналу на вхід X1 або на вхід Х2 або одночасно на обидва входи. Щоб переконатися в такій дії елемента, проведіть досвід з його електричним аналогом (рис. 2, б).

Логічні елементи та їх електричні аналоги
Рис. 2,3 Логічний елемент АБО

Лампа розжарювання HL1 на виході аналога буде включатися щоразу, коли виявляться замкнутими контакти або кнопки SB1, або SB2, або одночасно обох (всіх) кнопок. станів (рис. 2,г), що визначає логічний зв'язок між вхідними та вихідним сигналами.

Умовний символ логічного елемента НЕ – теж цифра 1 у прямокутнику (рис. 3, а). Але в нього один вхід та один. вихід. Невеликий гурток, яким починається лінія зв'язку вихідного сигналу, символізує логічне заперечення на виході елемента. На мові цифрової техніки НЕ означає, що цей елемент є інвертором-електронним пристроєм, вихідний сигнал якого протилежний вхідному. Інакше висловлюючись, поки на вході елемента НЕ діє сигнал низького рівня, з його виході буде сигнал високого рівня, і навпаки.

Електричний аналог елемента НЕ можна зібрати за схемою, наведеною на рис. 3, б. Електромагнітне реле К1, що спрацьовує при напрузі батарея GB1, має бути вибрано з групою замкнутих контактів. При натисканні на кнопку контакти замикаються, імітуючи появу вхідного сигналу високого рівня, в результаті чого реле спрацьовує. Його контакти, розмикаючись, розривають ланцюг живлення лампи HL1-погасаючи, вона символізує появу на виході низького рівня сигналу. Спробуйте накреслити самостійно часові діаграми роботи елемента НЕ і скласти його таблицю стані - вони повинні вийти такими, як наведені на рис. 1, в, р.

Як ми вже говорили, логічний елемент І-НЕ є комбінацією елементів І та НЕ. Тому на його графічному позначенні (рис. 4 а) є знак "&" і гурток на лінії вихідного сигналу, що символізує логічне заперечення. Вихід один, а входів два і більше.

Логічні елементи та їх електричні аналоги
Рис. 4 Логічний елемент І-НЕ

Розібратися в принципі дії такого логічного елемента цифрової техніки, вам допоможе його електричний аналог, зібраний за схемою на рис. 4, б. Електромагнітне реле К1, батарея GB1 і лампа розжарювання HL1 такі ж, як і в аналогу елемента НЕ. Послідовно з обмоткою реле увімкніть дві кнопки (SB1 та SB2), контакти яких імітуватимуть вхідні сигнали. У вихідному стані, коли контакти кнопок розімкнені, лампа світить, символізуючи сигнал високого рівня на виході. Натисніть одну з кнопок у вхідній мілині.

Як на це реагує індикаторна лампа? Вона продовжує світити. А якщо натиснути на обидві кнопки? У цьому випадку електричний ланцюг, утворений батареєю живлення обмоткою реле та контактами кнопок, виявляється замкнутим, реле спрацьовує і його контакти К1.1, розмикаючись, розривають другий Ланцюг аналога- лампа гасне.

Ці досліди дозволяють зробити висновок: при сигналі низького рівня на одному або всіх входах елемента І-НЕ (коли контакти вхідних кнопок аналога розімкнуті) на виході діє сигнал високого рівня, який змінюється на сигнал низького рівня при появі таких же сигналів на всіх входах елемента (контакти кнопок аналога замкнуті). Такий висновок підтверджується діаграмами роботи та таблицею станів, показаними на рис. 4, в, р.

Звернемо увагу на наступний факт: якщо входи елемента І-НЕ з'єднати разом і подати на них високого рівня сигнал, на виході елемента буде сигнал низького рівня. І навпаки, при подачі об'єднаний вхід сигналу низького рівня на виході елемента буде сигнал високого рівня. І тут елемент І-НЕ, як, мабуть, ви вже здогадалися, стає інвертором, т. е. логічним елементом НЕ. Ця властивість елемента І-НЕ дуже широко використовується у приладах та пристроях цифрової техніки.

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Безшумні черевики поверх взуття 26.01.2002

У США винайдені спеціальні черевики, що одягаються поверх звичайного взуття. Ходьба у них залишається практично безшумною.

В основі новинки лежить використання промасленої шкіри (спандекса), обтягнутої еластичною тканиною. Крім того, для досягнення ефекту максимальної безшумності творці забезпечили свою розробку спеціальними амортизаційними шнурами та пінопластовими вкладками, призначеними для "поглинання" звуків.

Припускають, що основними замовниками нових черевиків стануть Збройні сили США, а також загони особливого призначення ФБР, успіх операцій яких залежить від використовуваного обладнання, техніки та обмундирування. Не виключено також, що технологія буде вже найближчим часом використана американською піхотою в Афганістані.

Інші цікаві новини:

▪ Камера фотографує та миттєво друкує

▪ Глобальне потепління призводить до знебарвлення коралів

▪ Нейрон зі шкіри

▪ Навчаючись новому, ми забуваємо старе

▪ Лівші добиваються більшого

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Відеотехніка. Добірка статей

▪ стаття У нас це неможливо. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке пил? Детальна відповідь

▪ стаття Вальщик дерев. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Універсальний таймер на РІС-контролері. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Регульоване джерело живлення для ремонту автомобільного електроустаткування та заряджання акумуляторів, 3-5 вольт 10 ампер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт