Логические элементы

Электроника, электрика / Не разобранное - электрика
Alexsandrs
971
19-11-2017, 19:10
0

В технике булева алгебра прежде всего была использована для преобразования релейно-контактных схем.
В электрической цепи с последовательно соединенными контактами (рис. 1, а) ток будет проходить в том случае, если замкнуты контакты А и В.

Рис 1. Техническая реализация операции И: а - контактная схема, б - диодная схема, в - условное обозначение.

В интегральных микросхемах логические функции можно реализовать с помощью диодов, биполярных и МОП-транзисторов, а также специальных многоэмиттерных транзисторов.

Простейшей электронной схемой, выполняющей логическую функцию И, является схема с диодами, число которых равно числу переменных данной функции (рис. 1, б). Если хотя бы на одном из входов такой схемы положительный сигнал отсутствует (т. е. на данном входе «логический 0»), то через этот диод и резистор R будет проходить ток, вызывающий падение напряжения на резисторе R. В результате на выходе схемы напряжение сигнала будет близким 0 В (равным падению напряжения на входном диоде, находящемся в проводящем состоянии).

Когда на все входы подаются положительные сигналы (т. е. «логические 1»), все цепи, по которым проходит ток от положительного источника через резистор R, будут заперты и на выходе схемы получится сигнал, равный напряжению источника питания, т. е. эквивалентный «логической 1».

На принципиальных и функциональных схемах логические элементы изображают прямоугольником с соответствующим символом в левом верхнем углу. Условное графическое обозначение логического элемента И в таких схемах показано на рис. 1, в.

Техническую реализацию логической функции ИЛИ иллюстрирует рис. 2.

Рис 2. Техническая реализация операции ИЛИ: а - контактная схема, б - диодная схема, в - условное обозначение.

В электрической цепи с параллельно включенными контактами (рис. 2, а) ток будет проходить в том случае, если замкнут контакт А или контакт В (или оба контакта). Электронной схемой, реализующей логическую функцию ИЛИ, является схема с диодами, направление включения которых изменено на противоположное по сравнению со схемой И (рис. 2, б).
Если на любой вход схемы или на несколько входов поступит положительный сигнал, то через входной диод на выход схемы будет передано положительное напряжение. Таким образом, на выходе появится положительный сигнал, что эквивалентно появлению 1 на выхода логического элемента.

Только в том случае, когда на всех входах схемы будут нулевые напряжения, на выходе будет сигнал низкого уровня, означающий «логический 0».

На принципиальных и функциональных схемах логический элемент ИЛИ изображается прямоугольником с единицей в левом верхнем углу (рис 2, в).

Логический элемент НЕ реализуют схемы с переключателем (рис. 3, а) и на транзисторс (рис. 3, б).

Рис 3. Техническая реализация операции НЕ: а - контактная схема, б - диодная схема, в - условное обозначение.

Если на вход элемента НЕ (т. е. на базу транзистора) подать положительный сигнал, то транзистор VT открыт и на выходе будет низкое напряжение, близкое потенциалу эмиттера, эквивалентное "логическому 0".

Если же на вход подать сигнал низкого уровня, то транзистор закрыт и на выходе схемы будет сигнал, примерно равный потенциалу источника питания (т. е. соответствующий "логической 1"). (Изображение логического элемента НЕ на схеме показано на рис. 3, в). Кружок на изображении элемента, называемый индикатором уровня сигнала, располагается там, где, как правилo, сигнал имеет низкий уровень.

О.Вершинин И.Мироненко

Обсудить на форуме