15. Логич. Элементы. Инверторы. Повторители, и их электр. Аналоги.
Логические элементы (вентили) — это наиболее простые цифровые микросхемы. Как правило, в одном корпусе микросхемы может располагаться от одного до шести одинаковых логических элементов. Иногда в одном корпусе могут располагаться и разные логические элементы. Обычно каждый логический элемент имеет несколько входов и один выход.
Главные достоинства логических элементов, по сравнению с другими цифровыми микросхемами, — это их высокое быстродействие, а также малая потребляемая мощность. Недостаток их состоит в том, что на их основе довольно трудно реализовать сколько-нибудь сложные функции. Поэтому чаще всего логические элементы используются только в качестве дополнения к более сложным микросхемам.
Инверторы.
Инвертор выполняет простейшую логическую функцию — инвертирование, то есть изменение уровня входного сигнала на противоположный. Он имеет всего один вход и один выход. На рисунке показаны УГО инвертора, принятые у нас и за рубежом, таблица истинности, его внутренняя реализация и простейшая модель.
В одном корпусе микросхемы обычно бывает шесть инверторов. Отечественное обозначение микросхем инверторов — ЛН. Например, КР1533ЛН1 — шесть инверторов.
Основная область применения инверторов — это изменение полярности сигнала, т.е. из положительного входного сигнала инвертор делает отрицательный выходной сигнал и наоборот. Еще одно важное применение инвертора — буферирование сигнала (с инверсией), то есть увеличение нагрузочной способности сигнала. Это бывает нужно в том случае, когда какой-то сигнал надо подать на много входов, а выходной ток источника сигнала недостаточен. Часто инверторы применяются в схемах генераторов прямоугольных импульсов, выходной сигнал которых периодически меняется с нулевого уровня на единичный и обратно. Инверторы также применяются в тех случаях, когда необходимо получить задержку сигнала, правда, незначительную (от 5 до 100 нс). Для получения такой задержки последовательно включается нужное количество инверторов.
Повторители и буферы.
Повторители и буферы отличаются от инверторов тем, что они не инвертируют сигнал (правда, существуют и инвертирующие буферы). Они выполняют функцию увеличения нагрузочной способности сигнала, то есть позволяют подавать один сигнал на много входов. Также их можно использовать для получения двунаправленных линий или для мультиплексирования сигналов.
16. Элементы и, или и их электронные аналоги
Элементы И, И-НЕ.
Элемент И формирует на выходе единицу тогда и только тогда, если на всех его входах присутствуют единицы. Если речь идет об элементе И-НЕ, то на выходе формируется нуль, когда на всех входах — единицы. На рисунке показаны УГО элементов И, И-НЕ, их таблицы истинности, и внутренняя реализация.
Эти элементы удобно использовать как элементы разрешения/запрещения или смешивания. Они могут использоваться также в качестве инверторов или повторителей, для чего необходимо объединить их входы или на неиспользуемые входы подать сигнал нужного уровня.
Элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ.
Элемент ИЛИ формирует на выходе единицу тогда и только тогда, если хотя бы на одном из его входов присутствует единица. Если речь идет об элементе ИЛИ-НЕ, то на выходе формируется нуль, если хотя бы на одном из его входов присутствует единица. На рисунке показаны условные обозначения элементов ИЛИ, ИЛИ-НЕ, их таблицы истинности, и внутренняя реализация.
Эти элементы удобно использовать как элементы разрешения/запрещения или смешивания. Они могут использоваться также в качестве инверторов или повторителей, для чего необходимо объединить входы или на неиспользуемые входы подать сигнал нужного уровня.