Таблица истинности. Базовые логические элементы. И не микросхема

Справочник "Цифровые Интегральные Микросхемы"

[ Содержание ]

2.4.2 Микросхемы типа ЛА, ЛИ

Чтобы рассмотреть схемотехнику, составим таблицу функций элементов И, И-НЕ для двух входов А и В (простейший вариант). Каждая переменная А и В моделируется электронным ключом, который можно замкнуть или разомкнуть. Если ключи соединены последовательно, то они работают согласно логике И: ток в цепи появится, если замкнуть оба ключа: и А и В. Если активными входными сигналами считать замыкание ключей А и В и назвать это событие логической 1, то, последовательно перебирая состояние этих ключей, составим таблицу входных и выходных данных для элементов И и И-НЕ.

Таблица состояний Логическийэлемент Входныепеременные Выходнаяфункция

	А	B	И	НЕ-И
	0	0	0	1
	0	1	0	1
	1	0	0	1
	1	1	1	0

Рассмотрим способ реализации логической операции И-НЕ на элементах ТТЛ. На рис. 2.8, а приведена принципиальная схема двухвходового логического элемента И-НЕ.

Рис. 2.8.а. Принципиальная схема логического элемента.

Подавая от ключей S1 и S2 на входы А и В напряжение высокого В и низкого Н уровней, составим таблицу выходных уровней элемента.

Таблица состояний логического элемета Вход ВыходQ(НЕ-И) Вход Выход Q(НЕ-И) АBAB

Н	Н	В	0	0	1
Н	В	В	0	1	1
В	Н	В	1	0	1
В	В	Н	1	1	0

Напряжение низкого уровня Н появляется на выходе Q, когда на обоих входах А и В присутствует высокое напряжение В. Условное графическое обозначение двухвходового логического элемента показано на рис 2.8, в

Рис 2.8.в. Условное обозначение элемента.

Среди простейших ИС ТТЛ преобладают элементы И, И-НЕ. Каждый из корпусов ИС типа ЛА и ЛИ содержит от двух до четырех логических элементов, а микросхемы ЛА2 и ЛА19 содержат по одному логическому элементу И-НЕ на восемь и двенадцать входов соответственно.

Цоколевки микросхем типа ЛА и ЛИ и их условные графические обозначения приведены на рис. 2.9, а основные параметры даны в табл. 2.3.

Рис 2.9. Условные обозначения и цоколевки микросхем ЛИ Рис 2.9. Условные обозначения и цоколевки микросхем ЛА

Следует особо выделить группу микросхем, логические элементы которых имеют выходы с открытым коллектором (ЛА7...ЛА11, ЛА13. ЛА18), (ЛИ2, ЛИ4, ЛИ5). Схема двухвходового логического элемента И-НЕ с открытым коллектором показана на рис. 2.10, а.

Рис. 2.10а. Принципиальная схема логического элемента И-НЕ

Для формирования выходного перепада напряжения к выходу такого элемента необходимо подключить внешний нагрузочный резистор Rн. Такие микросхемы применяются для обслуживания сегментов индикаторов, зажигания ламп накаливания, светодиодов (рис. 2.10,б).

Рис. 2.10б. Схема подключения ламп накаливания и светодиодов

При необходимости в схемах можно использовать элемент ТТЛ с двухтактным выходом. Для некоторых микросхем с открытым коллекторным выходом (ЛА11) нагрузку можно подключать к более высоковольтному источнику питания (рис. 2.10,в).

Рис. 2.10в. Схема подключения нагрузки к высоковольтному источнику

Такое включение необходимо для зажигания газоразрядных и электролюминесцентных индикаторов. Выходы с открытого коллектора используют для подключения обмоток реле.

Выходы нескольких элементов с открытым коллектором можно присоединять к общей нагрузке Rн (рис. 2.10, г).

Рис. 2.10г. Схема подключения нескольких элементов к общей нагрузке

Такое подключение позволяет реализовать логическую функцию И, называемую «монтажное И». Схему (рис. 2.10. г) используют для расширения числа входов логического элемента.

Следует помнить, что двухтактные выходы ТТЛ нельзя соединять параллельно, это приводит к токовой перегрузке одного из элементов.

Многовходовые составные логические элементы с открытым коллектором и общим сопротивлением нагрузки Rн реализуются наиболее просто, однако они не позволяют получить предельное быстродействие. Более лучший способ увеличения числа входов осуществляется с помощью специальной микросхемы-расширителя, имеющей дополнительные выводы коллектора и эмиттера фазоразделительного каскада VT2 (рис. 2.11). Одноименные вспомогательные выводы нескольких таких элементов можно объединять.

Рис. 2.11а. Принципиальная схема 2И-НЕ с дополнительными выводами коллектора и эмиттера. Рис. 2.11б. Условное обозначение расширителя и способ соединения нескольких микросхем.

Микросхема К531ЛА16 (магистральный усилитель) может передавать данные в линию с сопротивлением 50 Ом.

Микросхемы ЛА17, ЛА19 - это логические элементы И-НЕ с тремя состояниями на выходе, т. е. они имеют дополнительный вход /ЕО (Enable output), дающий разрешение по выходу. На рис. 2.12 показана схема элемента, который имеет третье выходное состояние Z, когда выход размыкается.

Рис. 2.12. Принципиальная схема логического элемента с тремя состояниями на выходе.

Для этой цели в схему стандартного сложного инвертора ТТЛ вводится дополнительный инвертор DDI и диод VD2. Если на этот вход /ЕО подать от переключателя S1 напряжение высокого уровня - 1, то выходное напряжение инвертора DD1 станет низким, т. е. катод диода VD2 будет практически соединен с корпусом. Из-за этого коллектор транзистора VT2 будет иметь нулевой потенциал, т. е. транзистор VT2 будет закрыт. Транзисторы VT3 и VT4 будут находиться в режиме отсечки, т. е. оба закрыты. Следовательно, выходной вывод как бы «висит» в воздухе, микросхема переходит в состояние Z с очень большим выходным сопротивлением. Если на вход ЕО подается разрешающий низкий уровень - О, то логический элемент И-НЕ работает как в обычном режиме.

Таблица состояний логического элемента. Вход Выход /EO I /Y

	0	01	10
	1	01	Z

Такие логические элементы разработаны специально для обслуживания проводника шины данных. Если к такому проводнику присоединить много выходов, находящихся в состоянии Z, то они не будут влиять друг на друга. Активным передающим сигналом должен быть лишь один логический элемент, только от его выхода в проводник шины данных будет поступать информация. Следовательно, соединенные вместе выходы не должны быть одновременно активными.

Чтобы сигналом разрешения (низкий уревень - О) , подаваемым на вход /EO, подключался к проводнику выход только одного логического элемента, необходимо предусмотреть дополнительный (защитный) временной интервал, т. е. переключать входы /ЕО различных элементов с паузой. Сигналы разрешения, даваемые выходам разных элементов, не должны перекрываться.

Микросхема К531ЛА19-это 12-входовый логический элемент И-НЕ с дополнительным инверсным входом /ЕО. Сигнал появится на его выходе, если на вход /ЕО подано напряжение низкого уровня - О. Выход логического элемента перейдет в разомкнутое состояние Z, если на вход /ЕО подается напряжение высокого уровня. В состоянии Z элемент потребляет ток Iпот.z=25 мА. Время задержки перехода выхода к разомкнутому состоянию tзд.1z= 16 нс, время задержки перехода выхода tзд.0z= 12 нс (от напряжения низкого выходного уровня), при условии, что Сн = 15 пФ [1].

www.asvcorp.ru

Логический элемент 2И-НЕ и его характеристики

 

1.2.  Логический элемент 2И-НЕ и его характеристики

 

Широкое распространение получили логические элементы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Рассмотрим принципиальную схему логического элемента 2И-НЕ  транзисторно-транзисторной логики со сложным  инвертором на выходе. Такие логические элементы имеют хорошую нагрузочную способность.

 

 

На рисунке 1.14,а приведена принципиальная схема одного из четырех логических элементов 2И-НЕ микросхемы К134ЛБ1, а на рисунке 1.14,б – условное обозначение этой микросхемы на принципиальных схемах. 

На рисунках  1.15,а и 1.15,в приведены принципиальные схемы логических элементов 2И-НЕ соответственно для микросхем К133ЛА3 и К155ЛА3. Каждая их этих микросхем имеет по 4 логических элемента 2И-НЕ, а их условные обозначения на принципиальных схемах совпадают (рис. 1.15,б).

Первые логические элементы ТТЛ не имели на входах защитных диодов. В момент окончания прямоугольного импульса на входе элемента в монтажных цепях цифрового устройства могут возникнуть затухающие колебания. Следствием этих колебаний может быть ложное срабатывание цифрового устройства. В результате доработки  логических элементов к каждому входу многоэмиттерного

транзистора были подключены демпфирующие диоды. Первым отрицательным импульсом затухающего колебания демпфирующий диод открывается, и амплитуда затухающих колебаний резко уменьшается. Следующий положительный импульс затухающего колебания уже не может изменить состояние на выходе логического элемента.

Резисторы R4, R5 и транзистор VT5 в логическом элементе 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3 (рис. 1.15,в) позволяют получить передаточную характеристику, более близкую к прямоугольной. Это повышает помехозащищенность в состоянии логической единицы на выходе элемента.

Рассмотрим работу логического элемента 2И-НЕ микросхемы К134ЛБ1 (рис. 1.14,а). Для логических элементов транзисторно-транзисторной логики напряжение логического нуля по техническим условиям может быть 0-0,4 В. Напряжение логической единицы - не менее 2,4 В и не более 5 В. Напряжение логического нуля можно подать, соединив вход элемента с общим проводом накоротко, либо через резистор малого сопротивления (не более 300 Ом). Напряжение логической единицы на вход элемента можно подать, соединив вход элемента с плюсовым проводом  питания через резистор сопротивлением  1 Ком, либо оставляя вход элемента свободным.

Пусть на входы Х1 и Х2  элемента 2И-НЕ (рис. 1.14,а) поданы напряжения логической единицы. Рассмотрим случай, когда  Х1 и Х2 никуда не подключены. В этом случае транзисторы VТ2, VТ4 будут открыты токами базы, протекающими по цепи: + источника, резистор R1, переход база-коллектор VТ1, база-эмиттер VТ2, база-эмиттер VТ4, минус источника. Транзистор VТ3 в этом случае закрыт, т.к. потенциал коллектора  транзистора VT2 примерно 0,9 В.

Рассмотрим делитель напряжения, верхнее плечо которого состоит из последовательно соединенных резистора R3, выводов коллектор-эмиттер транзистора VТ3, диода VД1, а нижнее плечо делителя – это выводы коллектор-эмиттер VТ4. В рассматриваемом случае сопротивление верхней части делителя велико, а сопротивление нижней части делителя - мало. Выходное напряжение соответствует логическому нулю.

Если хотя бы на одном из входов Х1, Х2 действует логический нуль, то VТ2, VТ4 закрыты, а  VТ3 открыт. Ток базы транзистора VT3 протекает по цепи: плюс источника питания, резистор R2, переход база-эмиттер транзистора VT3, полупроводниковый диод VD1, резистор нагрузки (на схеме не показан), минус источника питания. В этом случае сопротивление  между коллектором транзистора VT3 и катодом диода VD1 мало, а сопротивление между коллектором и эмиттером транзистора VT4 велико. Анализируя делитель напряжения, приходим к выводу, что выходное напряжение логического элемента будет соответствовать логической единице.

В вычислительной технике широко применяется устройство с тремя состояниями на выходе. Рассмотрим логический элемент НЕ (инвертор) с тремя состояниями  на выходе (рис. 1.16,а). Указанный инвертор легко получается из схемы базового логического элемента 2И-НЕ путем добавления в схему VД2.

 

Если на вход разрешения  V микросхемы подано напряжение логической «1», то диод VД2 оказывается отключенным от схемы, и данный элемент можно рассматривать как  логический  элемент НЕ. Если на входе Х логическая единица, то транзисторы VT2, VT4 будут открыты, транзистор VT3 закрыт и на выходе элемента будет сигнал логического нуля. Подадим на вход Х сигнал логического нуля. В этом случае транзисторы VT2, VT4 будут закрыты, транзистор VT3 открыт и на выходе элемента будет сигнал логической единицы.

Подадим на вход V напряжение логического «0» , в этом случае  окажутся  закрытыми  VТ2, VТ3, VТ4. Выход Y оказывается отключенным как от плюсового,  так и от минусового проводов источника питания. Говорят, что выход элемента находится в третьем высокоимпедансном состоянии (состояние высокого сопротивления, как от клеммы «+», так и от клеммы «-»  источника питания). Элементы с тремя состояниями позволяют организовать в компьютерных системах так называемую общую шину.

Элементы с тремя состояниями входят в состав шинных формирователей. Шинные формирователи  это устройства, которые обеспечивают передачу сигнала в двух направлениях  по одному и тому же проводу. В составе шинного формирователя на каждую линию потребуется 2 элемента с тремя состояниями на выходе.

На рисунке 1.16,б приведена схема логического элемента 2И-НЕ с открытым коллектором на выходе. Выходы нескольких таких элементов подключаются к одному резистору нагрузки, второй вывод которого подключен к плюсовому проводу источника питания.

На рисунке 1.17,а приведена схема подключения приборов для снятия зависимости выходного напряжения логического элемента от тока нагрузки в состоянии логической единицы на выходе элемента, а на рисунке 1.18,а – график этой зависимости. Логические элементы ТТЛ не выходят из строя при коротком замыкании нагрузки для случая логической единицы на выходе элемента, поэтому в цепи нагрузки нет необходимости ставить ограничительный резистор. Если на выходе элемента логический нуль, то при исследовании зависимости выходного напряжения от тока нагрузки необходимо в цепи нагрузки устанавливать ограничительный резистор. 

На рисунке 1.17,б приведена схема подключения приборов для снятия зависимости выходного напряжения логического элемента от тока нагрузки в состоянии логического нуля на выходе элемента, а на рисунке 1.18,б – график этой зависимости. Сопротивление ограничительного резистора в цепи нагрузки выбирают примерно таким же, как сопротивление резистора R3 в логическом элементе 2И-НЕ (рисунок 1.15,в), т.е. примерно 100 Ом.  

По графикам, приведенным на рисунке 1.18 можно определить коэффициент разветвления или нагрузочную способность логического элемента. По графику рисунка 1.18,а найдем ток нагрузки при выходном напряжении 2,4 В. Зная, что входной ток логической единицы 40 мкА, определим, сколько таких элементов можно подключить в состоянии логической единицы на выходе данного элемента. По рисунку 1.18,б определим ток нагрузки в состоянии логического нуля на выходе элемента при напряжении 0,4 В. Зная, что входной ток логического нуля минус 1,6 мА, определим, сколько таких элементов можно подключить в состоянии логического нуля на выходе данного элемента. Наименьшее из двух полученных значений будет являться коэффициентом разветвления логического элемента. Определение коэффициента разветвления таким способом будет справедливо только для низких частот, когда влиянием входных емкостей элементов и емкости монтажа можно пренебречь.

  

На рисунке 1.19,а приведена схема для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения элемента от напряжения на его входе, а на рисунке 1.19,б – график этой зависимости для логического элемента 2И-НЕ ТТЛ. Диод VD1 может быть любым кремниевым малой мощности, т.к. обратное напряжение в данной схеме не превысит 5 В, а ток через диод в прямом направлении выбирается единицы миллиампер. Амплитуда переменного напряжения  на выходе источника переменного напряжения не должна превышать 10 В. График  зависимости  выходного напряжения  элемента от напряжения

на его входе называется передаточной характеристикой логического элемента. Из графика передаточной характеристики логического элемента 2И-НЕ видно, что при входных напряжениях менее 0,4 В на выходе элемента напряжение логической единицы, а при входных напряжениях более 2,4 В на выходе элемента напряжение логического нуля. Реально в логическом элементе входное напряжение логического нуля может быть больше 0,4 В, а напряжение логической единицы меньше 2,4 В. Однако, выбирать такой режим работы элемента нецелесообразно, т.к. уменьшается помехоустойчивость логического элемента.

На рисунке 1.20 приведена входная характеристика логического элемента 2И-НЕ, снятая по одному из входов элемента. На втором входе элемента напряжение логической единицы. Точка а на графике входной характеристики соответствует входному напряжению 2,4 В, а точка б – входному напряжению 0,4 В. Входной ток логической единицы не превышает 40 мкА, а входной ток логического нуля менее –1,6 мА. Знак минус означает, что ток вытекает из микросхемы.

На рисунке 1.21,а приведена схема подключения приборов для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения от тока нагрузки для случая, когда на выходе элемента логическая единица. Ограничительный резистор в цепи нагрузки не предусмотрен, т.к. исследуется логический элемент 2И-НЕ в состоянии логической единицы на выходе. В качестве источника U2 используется В24, с клемм «+» и «–» которого снимается пульсирующее с частотой 100 Гц напряжение. Сопротивление резистора  Rэт выбирают как можно меньше (коэффициент отклонения по каналу Х осциллографа должен быть минимальным). Если чувствительность канала Х осциллографа недостаточна, то на вход Х можно подключить предварительный усилитель. Схема усилителя к входу Х осциллографа ОМЛ-3М приведена на рисунке 1.22.

Для питания усилителя используют переменное напряжение 12 вольт. Сопротивление резистора R1 выбирают значительно больше сопротивления эталонного резистора Rэт. Выход предварительного усилителя подключают к входу «Х» осциллографа. Переменным резистором R5 проводят балансировку микросхемы DA1 при отсутствии входного сигнала. Необходимый коэффициент отклонения луча по оси Х устанавливают переменным резистором R4. Стабилитроны VD1 и VD2 выбирают с учетом того, что необходимо обеспечить перемещение луча по оси «Х» из одного крайнего положения экрана в другое при изменении постоянного напряжения на входе усилителя от 0 до максимально возможного. Расчет сопротивлений резисторов R6, R7 параметрического стабилизатора напряжения проводился с учетом того, что для питания усилителя используется  переменное напряжение 12 вольт и выбраны стабилитроны КС156А.

На рисунке 1.21,б приведена схема подключения приборов для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения от тока нагрузки для случая, когда на выходе элемента логическая нуль. На транзисторах VT1 и VT2 собрано токовое зеркало. Особенностью работы токового зеркала является то, что коллекторные токи обоих транзисторов одинаковы и в определенных пределах не зависят от сопротивлений нагрузок. Значения коллекторных токов определяются напряжением на резисторе R2 и сопротивлениями резисторов R1 и R3. Сопротивления резисторов R1 и R3 обычно выбирают одинаковыми. Сопротивление эталонного резистора в данной схеме не обязательно должно быть малым. Транзисторы VT1, VT2 должны иметь примерно одинаковый и достаточно большой коэффициент усиления по току.

В цифровых устройствах на входах логических элементов обычно присутствуют прямоугольные импульсы напряжения. Пусть напряжение на обоих входах логического элемента 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3 скачком изменилось с высокого уровня на низкий (рис. 1.15,в).   В этом случае транзистор VT3начнет открываться, а транзистор VT4 – закрываться. Транзисторы открываются быстрее, чем закрываются. Поэтому в течение некоторого промежутка времени будут открыты транзисторы VT3 и VT4. Ток, потребляемый логическим элементом от источника питания, ограничивается только резистором R3. Указанный ток короткого замыкания приводит к увеличению потребляемой мощности в динамическом режиме. График зависимости потребляемой от источника питания мощности от частоты прямоугольных импульсов на входе приведен на рисунке 1.23.

 

 

ivatv.narod.ru

Описание микросхемы К155ЛА3 | joyta.ru

Микросхема К155ЛА3 является, по сути, базовым элементом 155-ой серии интегральных микросхем. Внешне по исполнению она выполнена в 14 выводном DIP корпусе, на внешней стороне которого выполнена маркировка и ключ, позволяющий определить начало нумерации выводов (при виде сверху - от точки и против часовой стрелки).

В функциональной структуре микросхемы К155ЛА3 имеется 4 самостоятельных логических элементов 2И-НЕ. Одно лишь их объединяет, а это линии питания (общий вывод - 7, вывод 14 – положительный полюс питания) Как правило, контакты питания микросхем не изображаются на принципиальных схемах.

Каждый отдельный 2И-НЕ элемент микросхемы К155ЛА3 на схеме обозначают  DD1.1, DD1.2, DD1.3, DD1.4. По правую сторону элементов находятся выходы, по левую сторону входы. Аналогом отечественной микросхемы К155ЛА3 является зарубежная микросхема SN7400, а все серия К155 аналогична зарубежной SN74.

Таблица истинности микросхемы К155ЛА3

Опыты с микросхемой К155ЛА3

На макетную плату установите микросхему К155ЛА3 к выводам подсоедините питание (7 вывод минус, 14 вывод плюс 5 вольт). Для выполнения замеров лучше применить стрелочный вольтметр, имеющий сопротивление более 10 кОм на вольт.  Спросите, почему нужно использовать  стрелочный? Потому, что, по движению стрелки, можно определить наличие низкочастотных импульсов.

После подачи напряжения, измерьте напряжение на всех ножках К155ЛА3. При исправной микросхеме напряжение на выходных ножках (3, 6, 8 и 11) должно быть около 0,3 вольт, а на выводах (1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, и 13) в районе 1,4 В.

Для исследования функционирования логического элемента 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3 возьмем  первый элемент. Как было сказано выше, его входом служат выводы 1 и 2, а выходом является 3. Сигналом логической 1 будет служить плюс источника питания через токоограничивающий резистор 1,5 кОм, а логическим 0 будем брать с минуса питания.

Опыт первый (рис.1): Подадим на ножку 2 логический 0 (соединим ее с минусом питания), а на ножку 1 логическую единицу (плюс питания через резистор 1,5 кОм). Замерим напряжение на выходе 3, оно должно быть около 3,5 В (напряжение лог. 1)

Вывод первый: Если на одном из входов лог.0, а на другом лог.1, то на выходе К155ЛА3 обязательно будет лог.1

Опыт второй (рис.2): Теперь подадим лог.1 на оба входа 1 и 2 и дополнительно к одному из входов (пусть будет 2) подключим перемычку, второй конец которой будет соединен с минусом питания. Подадим питание на схему и замерим напряжение на выходе.

Оно должно быть равно лог.1. Теперь уберем перемычку, и стрелка вольтметра укажет напряжение не более 0,4 вольта, что соответствует уровню лог. 0. Устанавливая и убирая перемычку можно наблюдать как «прыгает» стрелка вольтметра указывая на изменения сигнала на выходе микросхемы К155ЛА3.

Вывод второй: Сигнал лог. 0 на выходе элемента 2И-НЕ будет только в том случае, если на обоих его входах будет уровень лог.1

Следует отметить, что неподключенные входы элемента 2И-НЕ («висят в воздухе»), приводит к появлению низкого логического уровня на входе К155ЛА3.

Опыт третий (рис.3): Если соединить оба входа 1 и 2, то из элемента 2И-НЕ получится логический элемент НЕ (инвертор). Подавая на вход лог.0 на выходе будет лог.1 и наоборот.

 

 Источник: "Энциклопедия начинающего радиолюбителя", Никулин С.А

www.joyta.ru

 Микросхемы комбинационного типа малой степени интеграции Справочник по микросхемам ТТЛ и КМОП Любительская Радиоэлектроника

 

 Микросхемы комбинационного типа малой степени интеграции

  На рис. 162 приведена цоколевка простых логических микросхем рассматриваемых серий. Микросхемы, имеющие в своем обозначении после указания серии буквенное сочетание ЛА, а также четырехвходовые элементы микросхемы К176ЛП12, выполняют функцию И-НЕ. Микросхемы с сочетанием ЛЕ, а также трех- и четырехвходовые элементы микросхем К176ЛП4 и К176ЛП11, выполняют функцию ИЛИ-НЕ. В состав микросхемы К176ЛИ1 входит девятивходовый элемент И и инвертор, микросхема КР1561ЛИ2 - четыре двухвходовых элемента И.

  Микросхема 564ЛА10 - два логических элемента И-НЕ с открытым стоком (рис. 162). Сопротивление выходных транзисторов микросхемы в открытом состоянии достаточно низкое - около 30 Ом при напряжении питания 3 В, 15 Ом при 5 В, 6 Ом при 10 В, и 4,5 Ом при 15В. Допустимый выходной ток определяется рассеиваемой мощностью 100 мВт на выход и составляет от 80 до 150 мА при напряжении питания от 5 до 15 В. Выходное напряжение, которое можно подавать на выходы микросхемы в закрытом состоянии, составляет 15В.

 

  Микросхема может применяться для согласования КМОП-микросхем с ТТЛ-микросхемами, для работы на светодиодные индикаторы, электромагнитные реле и в других случаях, когда нагрузочной способности стандартных КМОП-микросхем недостаточно или требуется коммутация нагрузки от источника с открытым стоком.

  Микросхемы К561ТЛ1 и КР1561ТЛ1 - четыре двухвходовых триггера Шмитта, выполняющих функцию И-НЕ (рис. 163, а). Основное свойство инвертирующего триггера Шмитта - скачкообразное изменение выходного напряжения от лог. 1 до лог. 0 при плавном повышении входного напряжения и переходе величины U1пор и изменении выходного напряжения от лог. 0 до лог. 1 при плавном снижении входного сигнала ниже U0пор , причем U1пор > U0пор . На рис. 163 (б) приведены зависимости U0пор и U1пор триггеров микросхемы К561ТЛ1 от напряжения питания. Порог U1пор почти во всем диапазоне напряжений питания выше половины напряжения питания, U0пор - ниже.

  Триггеры Шмитта широко применяются для приема цифровых сигналов при большом уровне помех, для формирования сигналов с крутыми фронтами из плавно меняющихся сигналов, например из синусоидальных, в генераторах импульсов и в других случаях.

 

  Микросхемы К176ПУ1, К176ПУ2, К176ПУЗ (рис. 164) служат для согласования относительно маломощных выходов КМОП-микросхем с микросхемами ТТЛ-серий. Микросхемы К176ПУ1 и К176ПУ2 -инверторы, К176ПУЗ сигналы не инвертирует. Стандартное напряжение питания - Uпит1=9 В подается на вывод 14 для К176ПУ1 и на вывод 16 для К176ПУ2 и К176ПУЗ, а дополнительное напряжение Uпит2=5 В на вывод 1 для всех микросхем. При таких напряжениях питания выходные сигналы имеют уровни, соответствующие микросхемам ТТЛ-серий. Паспортная нагрузочная способность - один логический элемент серии К 155. Реальная нагрузочная способность существенно выше - в состоянии лог. 0 при напряжении на выходе 0,5 В втекающий ток может составлять 6... 10 мА, в состоянии лог. 1 при напряжении на выходе 2,4 В вытекающий ток 3...6 мА. Если выход микросхемы в состоянии лог. 0 замкнуть на источник питания +5 В, ток короткого замыкания составит 30...50 мА. При замыкании выхода, находящегося в состоянии лог. 1, на общий провод, ток короткого замыкания 6...9 мА. Указанные выходные токи измерены при двух указанных напряжениях питания 9 и 5 В. Для обоих источников питания техническими условиями допускаются напряжения от 5 до 10 В, реально микросхемы работоспособны при напряжениях питания от 4 до 15 В, однако необходимо, чтобы напряжение Uпит1 было не менее, чем Uпит2 Максимальные выходные токи в первом приближении пропорциональны напряжениям питания.

 

  Микросхемы К561ПУ4 и КР1561ПУ4 (рис. 164) аналогичны по своему функционированию микросхеме К176ПУЗ, но требуют лишь одного источника питания, который подключается к выводу 1 микросхемы, вывод 16 свободен. При напряжении питания 10В микросхема К561ПУ4 может обеспечить выходной ток 8 мА в состоянии лог. 0 и 1,25 мА в состоянии лог. 1. Особенность этой микросхемы - возможность подачи на ее входы напряжения, большего, чем напряжение питания, что недопустимо для других типов микросхем (кроме К561ЛН2). Эта возможность позволяет использовать микросхемы К561ПУ4 и КР1561ПУ4 для сопряжения КМОП-микросхем, имеющих напряжение питания 5...15 В, с ТТЛ-микросхемами. В этом случае на микросхему К561ПУ4 (КР1561ПУ4) подают напряжение питания 5 В входы подключают к выходам КМОП-микросхем, выходы -ко входам ТТЛ-микросхем. Нагрузочная способность микросхемы К561ПУ4 для такого включения - 3 мА в состоянии лог. 0, что практически позволяет подключать два входа микросхем серии К155.

  Нагрузочная способность микросхемы КР1561ПУ4 больше. При выходном напряжении 0,4; 0,5; 1,5 В в состоянии лог. 0 гарантированный выходной втекающий ток элементов этой микросхемы составляет не менее 3,2; 8 и 24 мА при напряжении питания 5,10 и 15 В соответственно. Вытекающий выходной ток в состоянии лог. 1 при напряжении на выходе 4,6; 9,5; 13,5 В составляет не менее 0,16; 1,25 и 3,75 мА при тех же напряжениях питания. Дополнительно гарантируется выходной вытекающий ток не менее 1,25 мА в состоянии лог. I при напряжении питания 5 В и выходном напряжении 2,5 В. Таким образом, элементы микросхемы КР1561ПУ4 при питании от напряжения 5 В позволяют нагружать их на 2 входа микросхем серии К155 или 8 входов микросхем серии К555.

  Микросхема К176ПУ5 (рис. 164) предназначена для согласования выходов микросхем ТТЛ со входами микросхем КМОП. При напряжении питания 5 В на выводе 15 и 9...10 В на выводе 16 на входы микросхемы можно подавать сигналы с выходов микросхем ТТЛ, выходные сигналы будут соответствовать уровням микросхем КМОП.

  Микросхема 564ПУ6 (рис. 164) - четыре преобразователя уровней ТТЛ в уровни КМОП с индивидуальной возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. Микросхема имеет два вывода для подачи питания - вывод 1 для подачи напряжения 5 В (питание микросхем ТТЛ) и вывод 16 для подачи напряжения питания микросхем КМОП, оно должно находиться в пределах 5...15 В, вывод 8 - общий провод.

  Каждый преобразователь уровня имеет вход Е для управления выходом. При лог. 1 на этом входе выход преобразователя активен и повторяет входной сигнал, увеличенный по амплитуде до напряжения питания, поданного на вывод 16, при лог. 0 на входе Е выход переходит в высокоимпедансное состояние.

  Микросхемы К561ПУ7 и К561ПУ8 (рис. 164) - соответственно шесть инвертирующих и шесть неинвертирующих преобразователей уровней ТТЛ-микросхем в уровни КМОП-микросхем. Принципиальное отличие этих микросхем от микросхем К176ПУ5 и 564ПУ6, выполняющих ту же функцию, - использование одного источника питания. При напряжении питания 10... 15 В порог переключения элементов микросхем составляет 1,5... 1,8 В, что хорошо согласуется с выходными уровнями микросхем серий ТТЛ. Выходные сигналы микросхем имеют уровни, близкие к напряжению питания и потенциалу общего провода. Гарантированная величина выходного тока микросхем при напряжении питания 12 В составляет не менее 1,3 мА в состоянии лог. 0 и напряжении на выходе 0,5 В или в состоянии лог. 1 и напряжении на выходе 11,5 В, реально выходные токи больше.

  Из-за того, что микросхемы К561ПУ7 и К561ПУ8 используют один источник питания, при их управлении от микросхем ТТЛ теряется одно из наиболее интересных и полезных свойств микросхем КМОП - крайне малое потребление тока от источника питания в статическом режиме. При напряжении питания 12 В и напряжении на входах 0,5 или 3 В ток потребления микросхем К176ПУ7 и К176ПУ8 не превышает 4 мА. В то же время, если входные уровни соответствуют 0 В или напряжению источника питания, гарантируется, что ток потребления не превышает 20 мкА, реально - значительно меньше.

  При напряжении питания 5 В порог переключения микросхем составляет 0,2...0,4 В, что позволяет использовать их в качестве усилителей-ограничителей импульсных сигналов малой амплитуды. Естественно, что микросхемы К561ПУ7 и К561ПУ8 можно использовать и в устройствах, целиком выполненных на микросхемах КМОП в качестве инверторов и буферных повторителей соответственно, но при напряжении питания менее 9 В это делать нецелесообразно из-за снижения помехоустойчивости.

  Микросхема К561ЛН1 (рис. 165) - шесть инверторов со стробированием и возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. Она имеет шесть информационных входов D1 - D6, вход стробирования С, вход переключения в высокоимпедансное состояние Е, шесть выходов. Вход Е является преобладающим - при подаче на него лог. 1 все выходы переходят в высокоимпедансное состояние независимо от других входных сигналов. При лог. 0 на входе Е и лог. 1 на входе С на всех выходах устанавливается лог. 0. При лог. 0 на обоих управляющих входах Е и С на выходах - инверсия сигналов с информационных входов.

  Микросхема К561ЛН1 имеет повышенную по сравнению с другими микросхемами этой серии нагрузочную способность - при напряжении питания 10 В ее выходной ток может достигать 5,3 мА в состоянии лог. 0 и 0,5 мА в состоянии лог. 1, что позволяет использовать ее при работе на нагрузку с большой емкостью.

  Микросхема К561ЛН2 (рис. 165) - шесть инверторов с повышенной нагрузочной способностью. Ее электрические параметры аналогичны параметрам микросхемы К561ПУ4, она также позволяет подавать на входы напряжение, большее напряжения питания, и может применяться для согласования КМОП-микросхем с ТТЛ-микросхемами. 

 

 

  Микросхема К561ЛНЗ (рис. 165) - шесть повторителей сигнала с возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. Повторители разбиты на две группы - четыре и два элемента, в каждой группе управляющие входы Е элементов объединены. При подаче на входы Е соответствующей группы лог. 0 выходы элементов этой группы активны и повторяют входные сигналы. Если на входы Е подать лог. 1, выходы элементов переходят в высокоимпедансное состояние. На рис. 165 приведено также более компактное графическое обозначение микросхемы.

  Нагрузочная способность элементов микросхемы К561ЛНЗ в активном состоянии весьма высока. Гарантируется, что выходное напряжение в состоянии лог. 0 не превышает 0,4; 0,5 и 1,5 В при втекающем токе соответственно 2,3; 6 и 15,2 мА и напряжении питания 5, 10 и 15 В. Аналогично выходное напряжение в состоянии лог. 1 составляет не менее 4,6; 9,5 и 13,5 В при выходном вытекающем токе 0,88; 2,2 и 6 мА и указанных выше напряжениях питания. Дополнительно гарантируется, что при напряжении питания 5 В в состоянии лог. 1 выходное напряжение превышает 2,5 В при вытекающем токе 4,2 мА.

  Реально нагрузочная способность микросхемы больше. При напряжении питания 5 В в состоянии лог. 0  выходной втекающий ток может достигать 16 мА при выходном напряжении 0,5 В, в состоянии лог. 1 вытекающий ток не менее 3 мА при выходном напряжении 4 В, что позволяет при необходимости нагружать на каждый выход микросхемы К561ЛНЗ до 10 входов микросхем серии К155.

  Основное назначение микросхем К561ЛНЗ - поочередная подача на одну магистраль сигналов от различных источников, причем благодаря большой нагрузочной способности микросхемы магистраль может иметь большую емкость и большое число подключенных к ней нагрузок и источников сигналов. Эти микросхемы могут найти также широкое применение в качестве буферных элементов, в особенности в микропроцессорных системах.

vicgain.sdot.ru

Введение в электронику. Микросхемы

Серия статей известного автора множества радиолюбительских публикаций  Дригалкина В.В.  для начинающих радиолюбителей

Доброго дня уважаемые радиолюбители!Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Микросхемы

Микросхема (ИС – Интегральная Схема, ИМС – Интегральная Микросхема, чип или микрочип от английского Chip, Microchip) представляет собой целое устройство, содержащее в себе транзисторы, диоды, резисторы и другие, активные и пассивные элементы, общее число которых может достигать нескольких десятков, сотен, тысяч, десятков тысяч и более. Разновидностей микросхем достаточно много. Наиболее применяемые среди них – логические, операционные усилители, специализированные.

Большая часть микросхем помещена в пластмассовый корпус прямоугольной формы с гибкими пластинчатыми выводами (см. Рис. 1), расположенными вдоль обеих сторон корпуса. Сверху на корпусе есть условный ключ — круглая или иной формы метка, от которой ведется нумерация выводов. Если на микросхему смотреть сверху, то отсчитывать выводы нужно против движения часовой стрелки, а если снизу — то в направлении движения часовой стрелки. Микросхемы могут иметь любое количество выводов.

В отечественной электронике (впрочем, в зарубежной тоже) особой популярностью среди микросхем пользуются логические, построенные на основе биполярных транзисторов и резисторов. Их еще называют ТТЛ-микросхемами (ТТЛ – Транзисторно-Транзисторная Логика). Название транзисторно-транзисторный возникло из-за того, что транзисторы используются как для выполнения логических функций, так и для усиления выходного сигнала. Весь их принцип работы построен на двух условных уровнях: низком или высоком или, что эквивалентно, состоянию логического 0 или логической 1. Так, для микросхем серии К155 за низкий уровень , соответствующий логическому 0, приняты напряжения от 0 до 0,4. В, то есть не более 0,4 В, а за высокий, соответствующий логической 1, – не менее 2,4 В и не более напряжения источника питания – 5 В, а для микросхем серии К176, рассчитанных на питание от источника, напряжением 9 В, соответственно 0,02. ..0,05 и 8,6. ..8,8 В.

Маркировка зарубежных ТТЛ-микросхем начинается с цифр 74, например 7400. Условные графические обозначения основных элементов логических микросхем показаны на Рис. 2. Там же приведены таблицы истинности, дающие представление о логике действия этих элементов.

Символом логического элемента И служит знак “&” (союз “и” в английском языке) , стоящий внутри прямоугольника (см. Рис.2). Слева — два (или больше) входных вывода, справа — один выходной вывод. Логика действия этого элемента такова: напряжение высокого уровня на выходе появится лишь тогда, когда сигналы такого же уровня будут на всех его входах. Такой же вывод можно сделать, глядя на таблицу истинности, характеризующую электрическое состояние элемента И и логическую связь между его выходным и входными сигналами. Так, например, чтобы на выходе (Вых.) элемента было напряжение высокого уровня, что соответствует единичному (1) состоянию элемента, на обоих входах (Вх. 1 и Вх. 2) должны быть напряжения такого же уровня. Во всех других случаях элемент будет в нулевом (0) состоянии, то есть на его выходе будет действовать напряжение низкого уровня.Условный символ логического элемента ИЛИ — цифра 1 в прямоугольнике. У него, как и у элемента И, может быть два и больше входов. Сигнал на выходе, соответствующий высокому уровню (логической 1) , появляется при подаче сигнала такого же уровня на вход 1 или на вход 2 или одновременно на все входы. Проверьте эти логические взаимосвязи выходного и входного сигналов этого элемента по его таблице истинности.Условный символ элемента НЕ — тоже цифра 1 внутри прямоугольника. Но у него один вход и один выход. Небольшой кружок, которым начинается линия связи выходного сигнала, символизирует логическое отрицание “НЕ” на выходе элемента. На языке цифровой техники “НЕ” означает, что элемент НЕ является инвертором, то есть электронным “кирпичиком”, выходной сигнал которого по уровню противоположен входному. Другими словами: пока на его входе присутствует сигнал низкого уровня, на выходе будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Об этом говорят и логические уровни в таблице истинности работы этого элемента.Логический элемент И-НЕ является комбинацией элементов И и НЕ, поэтому на его условном графическом обозначении есть знак “&” и небольшой кружок на линии выходного сигнала, символизирующий логическое отрицание. Выход один, а входов два и больше. Логика работы элемента такова: сигнал высокого уровня на выходе появляется лишь тогда, когда на всех входах будут сигналы низкого уровня. Если хотя бы на одном из входов будет сигнал низкого уровня, на выходе элемента И-НЕ будет сигнал высокого уровня, то есть он будет в единичном состоянии, а если на всех входах будет сигнал высокого уровня — в нулевом состоянии. Элемент И-НЕ может выполнять функцию элемента НЕ, то есть стать инвертором. Для этого надо лишь соединить вместе все его входы. Тогда при подаче на такой объединенный вход сигнала низкого уровня на выходе элемента будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Это свойство элемента И-НЕ очень широко используется в цифровой технике.

Обозначение символов логических элементов (знаков “&” или “1”) применяется только в отечественной схемотехнике.

ТТЛ-микросхемы обеспечивают построение самых различных цифровых устройств, работающих на частотах до 80 МГц, однако их существенный недостаток – большая потребляемая мощность.В ряде случаев, когда не нужно высокое быстродействие, а необходима минимальная потребляемая мощность, применяют КМОП-микросхемы, которые используются полевые транзисторы, а не биполярные. Сокращение КМОП (CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor) расшифровывается как Комплементарный Металло-Оксидный Полупроводник. Основная особенность микросхем КМОП – ничтожное потребление тока в статическом режиме – 0,1…100 мкА. При работе на максимальной рабочей частоте потребляемая мощность увеличивается и приближается к потребляемой мощности наименее мощных микросхем ТТЛ. К КМОП-микросхемам относятся такие известные серии, как К176, К561, КР1561 и 564.

В классе аналоговых микросхем выделяют микросхемы с линейными характеристиками – линейные микросхемы, к которым относятся ОУ – Операционные Усилители. Наименование “операционный усилитель” обусловлено тем, что, прежде всего такие усилители получили применение для выполнения операций суммирования сигналов , их дифференцирования, интегрирования, инвертирования и т.д. Аналоговые микросхемы выпускают, как правило, функционально незавершенными, что открывает широкий простор для радиолюбительского творчества.

Операционные усилители имеют два входа – инвертирующий и неинвертирующий. На схеме обозначаются минусом и плюсом соответственно (см. Рис.3). Подавая сигнал на вход плюс – на выходе получается неизменный, но усиленный сигнал. Подавая его на вход минус, на выходе получается перевернутый, но тоже усиленный сигнал.

При производстве радиоэлектронной продукции использование многофункциональных специализированных микросхем, требующих минимального количества внешних компонентов, позволяет значительно сократить время разработки конечного устройства и производственные затраты. К этой категории микросхем относятся чипы, которые предназначены для чего-то определенного. Например, существуют микросхемы усилителей мощности, стереоприемников, различных декодеров. Все они могут иметь совершенно разный вид. Если одна из таких микросхем имеет металлическую часть с отверстием, это означает, что ее нужно привинчивать к радиатору.

Со специализированными микросхемами иметь дело куда приятнее, чем с массой транзисторов и резисторов. Если раньше для сборки радиоприемника необходимо было множество деталей, то теперь можно обойтись одной микросхемой.

Перейти к следующей статье: Микроконтроллеры

radio-stv.ru

Таблица истинности. Базовые логические элементы.

Так же, как и стандартные Булевы выражения, информация на входах и выходах различных логических элементов или логических схем может быть собрана в единую таблицу – таблицу истинности.

Таблица истинности дает наглядное представление о системе логических функций. В таблице истинности отображаются сигналы на выходах логических элементов при всех возможных комбинациях сигналов на их входах.

В качестве примера, рассмотрим логическую схему с двумя входами и одним выходом. Входные сигналы отметим как «А» и «В», а выход "Q". Есть четыре (2²) возможных комбинаций входных сигналов, которые можно подать на эти два входа ("ON - наличие сигнала" и "OFF - отсутствие сигнала").

Однако, когда речь идет о логических выражениях и, особенно о таблице истинности логических элементов, вместо общего понятия "наличие сигнала" и "отсутствие сигнала" используют битные значения, которые представляют собой логический уровень "1" и логический уровень "0" соответственно.

Тогда четыре возможные комбинации «А» и «В» для 2-входного логического элемента можно представить в следующем виде:

1. "OFF" - "OFF" или (0, 0)
2. "OFF" - "ON" или (0, 1)
3. "ON" - "OFF" или (1, 0)
4. "ON" - "ON" или (1, 1) 

Следовательно, у логической схемы имеющей три входа будет восемь возможных комбинаций (2³)  и так далее. Для обеспечения легкого понимания сути таблицы истинности, мы будем изучать ее только на простых логических элементах с числом входов не превышающим двух. Но, несмотря на это, принцип получения логических результатов для многовходных элементов схемы остается таким же.

Практически, таблица истинности состоит из одного столбца для каждой из входных переменных (например, А и В), и один последний столбец для всех возможных результатов логической операции (Q). Следовательно, каждая строка таблицы истинности содержит один из возможных вариантов входных переменных (например, A = 1, B = 0), и результат операции с этими значениям.

Таблица истинности

Элемент «И»

Для логического элемента «И» выход Q будет содержать лог.1, только если на оба входа («А» и «В») будет подан сигнал лог.1

Микросхемы, содержащие логический элемент «И»:

• К155ЛИ1, аналог SN7408N
• К155ЛИ5 с открытым коллектором, аналог SN74451N
• К555ЛИ1, аналог SN74LS08N
• К555ЛИ2 с открытым коллектором, аналог SN74LS09N

Элемент «ИЛИ»

Выход Q, элемента «ИЛИ», будет иметь лог.1, если на любой из двух входов или же на оба входа сразу подать лог.1

Микросхемы, содержащие логический элемент «ИЛИ»:

• К155ЛЛ1, аналог SN7432N
• К155ЛЛ2 с открытым коллектором, аналог SN75453N
• К555ЛЛ1, аналог SN74LS32N

Элемент «НЕ»

В данном случае выход Q, логического элемента «НЕ», будет иметь сигнал противоположный входному сигналу.

 

Микросхемы, содержащие логический элемент «НЕ»:

• К155ЛН1, аналог SN7404N
• К155ЛН2 с открытым коллектором, аналог SN7405N
• К155ЛН3, аналог SN7406N
• К155ЛН5 с открытым коллектором, аналог SN7416N
• К155ЛН6, аналог SN7466N

Элемент «И-НЕ»

На выходе Q элемента «И-НЕ» будет лог.1 если на обоих входах одновременно  отсутствует сигнал лог.1

Микросхемы, содержащие логический элемент «И-НЕ»:

• К155ЛА3, аналог SN7400N
• К155ЛА8, аналог SN7401N
• К155ЛА9 с открытым коллектором, аналог SN7403N
• К155ЛА11 с открытым коллектором, аналог SN7426N
• К155ЛА12 с открытым коллектором, аналог SN7437N
• К155ЛА13 с открытым коллектором, аналог SN7438N
• К155ЛА18 с открытым коллектором, аналог SN75452N

Элемент «ИЛИ-НЕ»

Только если на оба входа логического элемента «ИЛИ-НЕ» подать лог.0 мы получим на его выходе Q сигнал соответствующий лог.1

Микросхемы, содержащие логический элемент «ИЛИ-НЕ»:

• К155ЛЕ1, аналог SN7402N
• К155ЛЕ5, аналог SN7428N
• К155ЛЕ6, аналог SN74128N

Элемент «Исключающее ИЛИ»

В данном случае выход Q будет содержать лог.1, если на вход элемента «Исключающее ИЛИ» поданы два противоположных друг другу сигнала.

Микросхемы, содержащие логический элемент «Исключающее ИЛИ»:

• К155ЛП5, аналог SN7486N

Подведем итог, собрав все полученные ранее результаты работы логических элементов в единую таблицу истинности:

www.joyta.ru

Логические элементы и их типы, микросхемы и основы цифровой электроники

   Существует три основных типа логических схем:

• Схема отрицания НЕ — инвертор. Схема является одновходовой, на выходе которой сигнал «Y» возникает при отсутствии сигнала «х» на входе. На принципиальных схемах элемент НЕ изображается в виде прямоугольников (рис. 20.1). Его условным символом служит цифра 1, расположенная внутри прямоугольника в левом верхнем углу, и кружок, обозначающий линию выхода. Расположенная возле изображения логического элемента таблица истинности позволяет сделать вывод, каким будет сигнал на выходе при определенной комбинации логических сигналов на входе.

• Схема совпадения И представляет собой многовходовую схему, на выходе которой сигнал «Y» возникает только при наличии сигналов «Хі, х2 … хп» одновременно на всех выходах. На рис. 20.2 приведено графическое изображение логического элемента с двумя входами -2И и его таблица истинности. Характерным отличием этого элемента на схемах, является наличие внутри прямоугольника английского знака «&» (английский союз «и» — логическое умножение), в левом верхнем углу.

• Схема сборки ИЛИ — многовходовая схема, сигнал «у» на выходе которой, появляется при наличии сигнала хотя бы на одном из входов. На рис. 20.3 представлено графическое изображение схемы и ее таблица истинности.

   

   Рис. 20.1. Условное графическое обозначение логического элемента НЕ (а) и таблица истинности (б)

   

   Рис. 20.2. Условное графическое обозначение логического элемента И (а) и таблица истинности (б)

   

   Рис. 20.3. Условное графическое обозначение логического элемента ИЛИ (а) и таблица истинности (б)

   Существуют и более сложные логические схемы, представляющие собой соединение нескольких простейших схем. Для запоминания результатов преобразований, которые выполняются логическими схемами применяют элемент памяти — триггер. Его схема имеет два выхода (единичный и нулевой) и несколько входов. Триггер может находиться в одном из возможных состояний: единичном или нулевом. Состояние триггера зависит от вида (1 или 0) дискретного сигнала, поступающего на его вход.

   Микросхемы серии 155

   Большой популярностью среди радиолюбителей пользуются микросхемы серии 155, которые построены на основе так называемой транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Эта серия включает многовходовые элементы И-НЕ, триггеры, счетчики, дешифраторы, запоминающие устройства и т.д. Напряжение питания микросхем серии 155 составляет 5±0,25 В, которое подается на выводы 14 (+5 В) и 7 (общий провод). При изображении логических элементов на принципиальных схемах подключение к ним источника питания, как правило, не показывают. Рассмотрим практическое использование в радиоэлектронных конструкциях микросхем серии 155. Наиболее часто в конструкциях используется микросхема K155ЛA3. Условное графическое изображение K155JIA3 приведено на рис. 20.4.а. В состав микросхемы входит четыре элемента 2И-НЕ, каждый из которых выполняет операцию логического умножения сигналов по двум входам с последующей инверсией результата на выходе. Следует отметить, что логический элемент, входящий в микросхему, может работать отдельно независимо от других, в связи с этим на принципиальных схемах элементы, составляющие микросхему, изображаются отдельно один от другого. На принципиальных схемах этот факт отмечают в буквенно-цифровом обозначении, например, DD1.1, DD1.2, DD1.3 и DD1.4 (рис. 20.4.6). Принципиальная схема одного логического элемента дана на рис. 20.5.

   

   Рис. 20.4. Условное графическое изображение интегральной микросхемы К155ЛАЗ: а — без деления на элементы, б — с выделением входящих элементов 2И-НЕ

   Как видно из представленной схемы, входящие в нее транзисторы имеют непосредственную связь. В схеме транзистор VT1 имеет два эмиттера и выполняет логическое умножение, VT2 — усиление, ѴТЗ — усиление, a ѴТ4 — инверсию сигнала. Необходимый режим работы транзисторов задается резисторами R1…R4. Диоды VD1…VD3 предназначены для защиты цепей от напряжения обратной полярности. В момент поступления напряжения на один или оба входа логического элемента (выводы 1 и 2), транзистор VT1 открыт. В то время, как транзистор VT2 закрыт, на базу транзистора VT4 поступает напряжение низкого логического уровня, которое закрывает этот транзистор. В то же время, транзистор ѴТЗ открыт, так как напряжение на его базе, наоборот, соответствует уровню логической 1.

   

   Рис. 20.5. Принципиальная схема логического элементов 2И-НЕ, входящего в интегральную микросхему К155ЛАЗ

   В итоге на выходе (вывод 3) элемента оказывается напряжение высокого логического уровня и через нагрузку проходит ток. Если подать на оба входа элемента сигнал, соответствующий логической единицы, то транзистор VT1 закроется, a ѴТ2 откроется. Транзисторы ѴТЗ и ѴТ4 переключатся в противоположные состояния, на выходе появится логический 0 и через нагрузку не будет идти ток. Основными параметрами логической микросхемы, состоящей из элементов И-НЕ, являются:

• Напряжение питания Un.

• Потребляемая от источника питания номинальная мощность Рном.

• Пороговое напряжение Unop переключения логического элемента из одного состояния в другое.

• Выходное напряжение Uвых логического 0 и единицы.

• Время включения tвкл и выключения tвыкл.

• Коэффициент разветвления по выходу Краз показывающий, какую из микросхем можно подключить к выходу данного элемента.

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

nauchebe.net

---

• 
  Онлайн расчет закон ома
• 
  Какой счетчик экономичнее трехфазный или однофазный
• 
  Маркировка твердотельные конденсаторы
• 
  Какой заряд у нейтрона
• 
  Обозначение датчик давления на схеме
• 
  Проверка трансформаторов тока на 10 погрешность примеры
• 
  Регулирование шим
• 
  Мосэнергосбыт поверка счетчика электроэнергии
• 
  Энергосберегающее освещение
• 
  Сенсорный выключатель для зеркала
• 
  Единица си времени