Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Логические элементы

ДИСКРЕТНАЯ СХЕМОТЕХНИКА

Вопросы для самотестирования

1 Когда возможно возбуждение (генерация) в усилителе?

2 Какой фазовый сдвиг вносит усилитель в генераторе с мостом Вина?

3 Какие функциональные узлы составляют мультивибратор?

4 Чем отличаются между собой симметричный и несимметричный мультивибраторы?

5 Что такое «генератор линейно изменяющегося напряжения»?

Логические элементы предназначены для выполнения различных логических (функциональных) операций над дискретными сигналами при двоичном способе их представления. Преимущественное распространение получили логические элементы потенциального типа. В них используются дискретные сигналы, нулевому значению которых может соответствовать уровень низкого потенциала, а единичному значению – уровень высокого потенциала (отрицательного или положительного). Связь потенциального логического элемента с предыдущим и последующими узлами осуществляется непосредственно, без применения реактивных компонентов. Благодаря этому преимуществу именно потенциальные логические элементы нашли почти исключительное применение в интегральном исполнении в виде интегральных схем (ИС) [2].

Для упрощения уровень низкого потенциала сигнала полагаем равным нулю, а процесс перехода из одного состояния в другое – достаточно быстрым. Логические интегральные схемы являются элементами, на основе которых выполняются схемы цифровой техники.

Логический элемент ИЛИ: имеет несколько входов и один общий выход. Его условное обозначение показано на рисунке 2.1. Логический элемент ИЛИ выполняет операцию логического сложения (дизъюнкции): F = x1 + x2 + x3 + ... + xn , где F – функция; х1, x2, ... xnаргументы (переменные, двоичные сигналы на входах).

Рисунок 2.1 – Двухвходовый элемент ИЛИ

Здесь функция F = 0, когда все ее аргументы равны нулю, и F = 1 при одном, нескольких или всех аргументах, равных единице. Работу схемы двухвходового логического элемента ИЛИ иллюстрируют таблица истинности и временные диаграммы, приведенные на рисунке 2.1.

Логический элемент И: также имеет несколько входов и один выход. Его условное обозначение показано на рисунке 2.2. Логический элемент И выполняет операцию логического умножения (конъюнкции): F = x1x2x3 ... xn. Здесь функция F = 0, когда хотя бы один из ее аргументов равен нулю, и F = 1 при всех аргументах, равных единице. Работу схемы двухвходового логического элемента И иллюстрируют таблица истинности и временные диаграммы, приведенные на рисунке 2.2. Элемент И является схемой совпадения: сигнал«1»на выходе появляется при совпадении сигналов «1» на всех входах.

Рисунок 2.2 – Двухвходовый элемент И



Логический элемент НЕ: имеет один вход и один выход.Его условное обозначение показано на рисунке 2.3. ЭлементНЕвыполняет операцию инверсии (отрицания), в связи с чем его часто называют логическим инвертором. Им реализуется функция F = .

 

Рисунок 2.3 – Логический элемент НЕ

Логический элемент ИЛИ-НЕ. Его условное обозначение показано на рисунке 2.4. Он объединяет элементы ИЛИ и НЕ c очередностью проведения операций, показанной на рисунке. В связи с этим входным сигналам, равным единице, соответствует логический «0» на выходе, а при нулевых сигналах на всех входах F = 1. Для двухвходового элемента ИЛИ-НЕ указанное иллюстрирует таблица истинности, приведенная на рисунке 2.4. Функциональная операция, выполняемая элементом ИЛИ-НЕ при n входах, определяется выражением:

. (2.1)

Логический элемент И–НЕ. Его условное обозначение показанона рисунке 2.5. Логической «1» на всех информационных входах соответствует логический "0" на выходе элемента.

Рисунок 2.4 – Логический элемент 2ИЛИ-НЕ

При логическом «0» на одном из входов создается логическая «1» на выходе. Для двухвходового элемента И-НЕ сказанное отражено в таблице истинности. Логическая функция элемента И-НЕ при n входах отвечает выражению:

. (2.2)

Рисунок 2.5 – Логический элемент 2И-НЕ

Кроме того, элементы 2ИЛИ-НЕ и 2И-НЕ могут служить логическими ключами. При наличии информации на одном из входов этих элементов её появление на выходе (в инвертированном виде) возможно только при одном (разрешающем) состоянии второго входа этих элементов.

Комбинированные логические элементы. Существуют логические элементы в микросхемном исполнении, представляющие комбинацию ранее рассмотренных элементов и позволяющие осуществлять более сложные логические операции. Некоторые из таких элементов и реализуемые ими функции показаны на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 – Логические элементы 2-2И-ИЛИ-НЕ; 2-2И-ИЛИ

Параметры логических элементов. К основным параметрам логических элементов (логических микросхем) относятся: функциональные возможности элемента; быстродействие; потребляемая мощность; помехоустойчивость.

Функциональные возможности логического элемента определяются коэффициентом разветвления ппо выходу и коэффициентом объединения т по входу. Под коэффициентом разветвления nлогического элемента понимают количество входов аналогичных элементов, которое может быть подключено к его выходу, а под коэффициентом объединения mчисло входов, которое может иметь элемент.

Коэффициент n характеризует нагрузочную способность микросхем. Чем больше коэффициенты n и m, тем меньшее количество микросхем потребуется для создания конкретного устройства.

Быстродействие характеризует время реакции логического элемента на изменение сигналов на входах. Показателем быстродействия логических микросхем является среднее время задержки прохождения сигнала через элемент:

tзс = (tз+ + tз-)/2 , (2.3)

где tз+ – задержка переключения из состояния «0» в состояние «1»; tз- – задержка переключения из состояния «1» в состояние «0».

Существенным параметром логических элементов является потребляемая мощность от источника питания. В зависимости от типа и серии, мощность, потребляемая логической микросхемой, составляет 1,5 Вт – 1 мкВт. Ее обычно определяют по средней мощности, потребляемой элементом в состояниях «0» и «1». Потребляемая мощность связана с быстродействием микросхем. Микросхемы, потребляющие большую мощность, отличаются, как правило, и высоким быстродействием.

Помехоустойчивость характеризует меру невосприимчивости логических элементов к изменению своих состояний под воздействием напряжения помех. Помехи, действующие на входе логической микросхемы, подразделяются на статические и импульсные (статическая и импульсная помехоустойчивость). Статическими называют помехи, напряжение которых остается постоянным в течение времени, значительно превышающего длительность переходных процессов в схеме. Причиной их появления являются падения напряжения в проводниках, соединяющих микросхемы в устройстве. Статическая помехоустойчивость характеризуется максимальным напряжением помехи UП, которое может быть подано на вход логического элемента, не вызывая при этом его ложного срабатывания.

Импульсные помехи обусловливаются различными наводками от соседних работающих установок. Импульсная помехоустойчивость характеризуется напряжением импульса UПИ, величина которого зависит от формы и длительности импульса. К действию помех наиболее чувствительны микросхемы, имеющие малый перепад логических уровней. Для уменьшения влияния помех необходимо рационально компоновать корпусы микросхем на печатных платах, осуществлять соответствующие развязки по цепям напряжений питания, а в некоторых случаях экранировать цепи связи между элементами или отдельные блоки.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Логические элементы

Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 347; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:

  1. Cтруктура сознания, его важнейшие психологические характеристики
  2. D-ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ
  3. I. Биологические (бактериологические.) средства (БС)
  4. II. Биологические механизмы половой дифференциации
  5. II. Виды ответственности за экологические правонарушения.
  6. II. Воздействия технологических факторов - агрессивные среды, технологические загрязнения, химические загрязнения, механические воздействия.
  7. II. Психологические особенности различных видов допроса.
  8. II. ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ.
  9. III. Экологические требования к технико-экономическому обоснованию проектирования объектов
  10. III.Административная и гражданско-правовая ответственность за экологические правонарушения.
  11. VI. Экологические требования при эксплуатации предприятий, сооружений и иных объектов
  12. Акмеологические основы профессионально-личностного развития специалиста




studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.145.71.49
Генерация страницы за: 0.09 сек.