İçeriden mantıksal öğeler. Şema, açıklama

Ücretsiz teknik kütüphane

RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ
Ücretsiz kütüphane / Radyo-elektronik ve elektrikli cihazların şemaları

İçeriden mantık öğeleri. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Ücretsiz teknik kütüphane

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Acemi radyo amatör

makale yorumları

Dijital mikro devreler, dijital bilgilerin işlenmesi, dönüştürülmesi ve depolanması için tasarlanmıştır. Seri olarak verilirler. Her seride, işlevsel özelliklerine göre birleştirilmiş aygıt grupları vardır: mantıksal öğeler, tetikleyiciler, sayaçlar, aritmetik aygıtların öğeleri (çeşitli matematiksel işlemleri gerçekleştiren), vb. Serinin işlevsel bileşimi ne kadar geniş olursa, bu serinin mikro devreleri temelinde yapılan dijital bir cihazın yetenekleri o kadar büyük olur. Her seride bulunan mikro devreler tek bir tasarıma ve teknolojik tasarıma, tek bir besleme voltajına, aynı mantık 0 ve mantık 1 sinyallerine sahiptir.Tüm bunlar aynı serideki mikro devreleri uyumlu hale getirir.

Her bir dijital mikro devre serisinin temeli, temel mantık öğesidir. Kural olarak, temel mantıksal öğeler VE-NOT veya OR-NOT işlemlerini gerçekleştirir ve yapım ilkesine göre aşağıdaki ana tiplere ayrılır: diyot-transistör mantığının (DTL) öğeleri. dirençli-transistör mantığı (RTL), transistör-transistör mantığı (TTL), verici-bağlı transistör mantığı (ESTL), tamamlayıcı MIS yapıları (CMDP) olarak adlandırılan mikro devreler. Dijital mikro devrelerin KMDP elemanları, p ve n tipi kanallarla MIS transistör çiftlerini (metal-dielektrik-yarı iletken yapıya sahip) kullanır. Bipolar transistörlerde diğer tiplerin temel elemanları yapılır.

Amatör radyo pratiğinde en yaygın olarak TTL ve KMDP serisi mikro devreler kullanılmaktadır. Açık (Şekil 1), AND-NOT TTL temel mantık öğesinin bir diyagramını gösterir. Elemanın girişinde, çok yayıcılı bir transistör VT1 açılır. Tüm yayıcılarına yüksek voltaj uygulanırsa, transistörün yayıcı bağlantısı kapanacaktır. Aynı zamanda, mevcut direnç R1'den ve transistör VT1'in kollektör bağlantısından akan transistör VT2'yi açacaktır.

R3 direnci üzerindeki voltaj düşüşü, transistör VT5'i açmak için yeterli olacaktır. Transistör VT2'nin toplayıcısındaki voltaj, transistör VT3'ün kapalı olacağı ve transistör VT4'ün buna göre kapatılacağı şekildedir. Sonuç olarak, elemanın çıkışında lojik 0'a karşılık gelen düşük seviyeli bir voltaj görünecektir.

Bununla birlikte, elemanın girişlerinden en az birine düşük seviyeli bir voltaj uygulanırsa, o zaman transistör VT1'in emitör bağlantısı açılacak ve transistörler VT2 ve VT5 kapanacaktır. VTZ transistörü, R2 direncinden geçen akım nedeniyle açılacak ve doygunluk moduna girecektir. Buna göre, VT4 transistörü açılacak ve elemanın çıkışında mantıksal 1'e karşılık gelen yüksek seviyeli bir voltaj görünecektir, bu nedenle, dikkate alınan eleman NAND işlevini yerine getirir.

TTL serisi mikro devrelerin bileşimi, çıkış aşamasında toplayıcı yükü olmayan bir AND-NOT mantık elemanı da içerir. Bu, sözde açık toplayıcı NAND öğesidir. Elektromanyetik röleler, gösterge cihazları vb. gibi kullanılabilen harici bir yükte çalışacak şekilde tasarlanmıştır, iki veya daha fazla çıkışın bir fiziksel hatta bağlandığı durumlarda veri yollarında açık kollektör devreleri de kullanılır (Şekil 1). ).

İçeriden mantıksal öğeler
Şek. 1

CMDS yapısının ideal bir voltaj anahtarı olduğunu hatırlayın. Böyle bir anahtar, p ve n tipi kanallara sahip iki MIS transistörü içerir. Anahtarın girişine yüksek seviyeli bir voltaj uygulandığında, n-kanallı transistör açılır ve p-kanallı olan kapanır. Şekil 2, KMDP mikro devrelerinin AND-NOT (a) ve OR-NOT (b) temel elemanlarının diyagramlarını göstermektedir. VE-DEĞİL öğesinin çıkışında düşük seviyeli bir voltaj (mantıksal 0) olacaktır, yalnızca yüksek seviyeli voltajlar (mantıksal 1) tüm X1-X1 girişlerine aynı anda uygulanırsa. Girişlerden en az birindeki (örneğin, X6) voltaj düşükse, n-kanal transistörü VT1 kapanacak ve elemanın çıkışının olduğu kanaldan p-kanal transistörü VTXNUMX açılacaktır. güç kaynağına bağlı.

Böylece çıkış, mantık 1'e karşılık gelen yüksek seviyeli bir gerilime sahip olacaktır. CMOS yapılarında temel OR-NOT mantık elemanını uygulamak için, Şekil 2,b'de seri ve paralel bağlanmış transistörleri içeren devre bölümleri değiştirilmelidir.

Pirinç. 2 (büyütmek için tıklayın)

TTL mikro devreleri, 5 V ± %10'luk bir güç kaynağı voltajı için tasarlanmıştır. CMOS yapılarına dayanan çoğu mikro devre, 3-15 V'luk bir besleme voltajında, bazıları - 9 V ± %10'luk bir voltajda kararlı bir şekilde çalışır. Mantık seviyeleri 0 ve 1 mümkün olduğunca farklı olmalıdır. Eşik mantığı 1 U1thor vardır - çıkış voltajının mantıksal 0 seviyesinden mantıksal 1 seviyesine değiştiği mikro devrenin girişindeki en küçük yüksek seviye voltaj ve ayrıca mantıksal 0 U0thor eşik voltajı - çıkış voltajının mantıksal 1 seviyesinden mantıksal 0 seviyesine değiştiği mikro devrenin girişindeki en yüksek düşük seviye voltaj.

En yaygın mikro devre serilerinin ve bunlara dayalı dijital cihazların ayrıntılı bir değerlendirmesine geçmeden önce, mantık elemanlarının ana parametreleri üzerinde duralım. Bunlara güç kaynağı voltajı, mantık 0 ve mantık 1 voltaj seviyeleri, yük kapasitesi, gürültü bağışıklığı ve hız, güç tüketimi dahildir.

U1por serisinin TTL mikro devreleri için = 2,4 V; U0por \u0,4d 1 V. TTL mikro devrelerinin çıkışındaki düşük ve yüksek seviyelerin voltajı U2,4out>=1V, U0,4out<=XNUMXV.

CMOS yapılarına dayalı mikro devreler için U1por>0,7* Upit, U0por>0,3* Upit, sırasıyla U0out ve U1out çıkış voltajlarının sıfırdan ve güç kaynağı voltajının aynı sapma süresi yalnızca birkaç on milivolta ulaşır. Bir elemanın, diğer elemanların belirli sayıda girişi üzerinde ek eşleştirme cihazları olmadan çalışabilmesi, bir yük kapasitesi ile karakterize edilir.

Yük kapasitesi ne kadar yüksek olursa, bir dijital cihazı uygularken o kadar az elemana ihtiyaç duyulabilir. Bununla birlikte, yük kapasitesindeki bir artışla, mikro devrelerin diğer parametreleri bozulur: hız ve gürültü bağışıklığı azalır ve güç tüketimi artar. Bu bağlamda, çeşitli mikro devre serilerinin bir parçası olarak, ana elemanlardan birkaç kat daha fazla yük kapasitesine sahip tampon elemanlar vardır. Nicel olarak, yük kapasitesi, mikro devrenin çıkışına aynı anda bağlanabilen birim yüklerin sayısı ile tahmin edilir. Sırayla, bu serinin ana mantık öğesinin girişi tek bir yüktür.

TTL k155 serisinin çoğu mantık elemanı için çıkış dallanma faktörü 10'dur, k561 KMDP serisi mikro devreler için 100'e kadardır. Temel mantık elemanlarının gürültü bağışıklığı statik ve dinamik modlarda değerlendirilir. Bu durumda, statik gürültü bağışıklığı, devre çıkışındaki durumun değişmediği mantıksal 0 ve 1 seviyelerine göre elemanın girişine uygulanan voltaj seviyesi ile belirlenir. TTL elemanları için statik gürültü bağışıklığı en az 0,4 V'tur ve KMDP serisinin mikro devreleri için besleme voltajının en az %30'udur. Dinamik gürültü bağışıklığı, gürültü sinyalinin şekline ve genliğine ve ayrıca mantık elemanının anahtarlama hızına ve statik gürültü bağışıklığına bağlıdır.

Temel elemanların dinamik parametreleri, her şeyden önce hızlarına göre değerlendirilir. Nicel olarak hız, sınırlayıcı çalışma frekansı, yani bu temel elemanlar üzerinde gerçekleştirilen tetiğin maksimum anahtarlama frekansı ile karakterize edilebilir. K155 serisinin TTL yongalarının sınırlayıcı çalışma frekansı 10 MHz'dir. ve CMDP yapılarındaki k176 ve k561 serisinin mikro devreleri sadece 1 MHz'dir. Performans, ortalama sinyal yayılım gecikme süresi ile aynı şekilde tanımlanır.

İçeriden mantıksal öğeler
Şek. 3

tsp.r.av.=0,5(t1,0zd.r+t0,1zd.r), burada t1,0zd.r ve t0,1zd.r - açma ve kapama sırasında sinyal yayılımı gecikme süreleri Şekil 3.

Ortalama sinyal yayılımı gecikme süresi, bilindiği için mikro devrelerin daha evrensel bir parametresidir. seri bağlı tüm mikro devreler için tzd.r.sr'yi toplayarak herhangi bir karmaşık mantık devresinin hızını hesaplamak mümkündür. K155 serisinin mikro devreleri için tsp.r.sr yaklaşık 20 ns ve K176 serisinin mikro devreleri için - 200 ns'dir. Mikro devre tarafından statik modda tüketilen güç, mantıksal sıfır (P0) ve çıkışta mantıksal bir (P1) seviyelerinde farklı çıkıyor. Bu bağlamda, ortalama güç tüketimi Рav=(Р0+Р1)/2 ölçülür.

K 155 serisinin temel elemanlarının statik ortalama güç tüketimi onlarca milivat iken, K176 ve K561 serisinin elemanları için bu bin kattan daha azdır. Bu nedenle, düşük akım tüketimine sahip dijital cihazlar oluşturmak gerekiyorsa, CMOS yapılarına dayalı mikro devrelerin kullanılması tavsiye edilir. Ancak dinamik modda çalışırken mantık elemanları tarafından tüketilen gücün arttığı unutulmamalıdır. Bu nedenle, Рср'ye ek olarak, maksimum anahtarlama frekansında ölçülen Рdyn gücü de ayarlanır.

Akılda tutulmalıdır. artan hız ile mikro devre tarafından tüketilen güç artar

Yazar: -=GiG=-, gig@sibmail; Yayın: cxem.net

Diğer makalelere bakın bölüm Acemi radyo amatör.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor 06.05.2024

Modern şehirlerde bizi çevreleyen sesler giderek daha keskin hale geliyor. Ancak çok az insan bu gürültünün hayvanlar dünyasını, özellikle de henüz yumurtalarından çıkmamış civcivler gibi hassas canlıları nasıl etkilediğini düşünüyor. Son araştırmalar bu konuya ışık tutuyor ve gelişimleri ve hayatta kalmaları açısından ciddi sonuçlara işaret ediyor. Bilim insanları, baklava sırtlı zebra yavrularının trafik gürültüsüne maruz kalmasının gelişimlerinde ciddi aksamalara yol açabileceğini buldu. Deneyler, gürültü kirliliğinin yumurtadan çıkmalarını önemli ölçüde geciktirebildiğini ve ortaya çıkan civcivlerin sağlığı geliştiren bir dizi sorunla karşı karşıya olduğunu göstermiştir. Araştırmacılar ayrıca gürültü kirliliğinin olumsuz etkilerinin yetişkin kuşlara da yayıldığını buldu. Üreme şansının azalması ve doğurganlığın azalması, trafik gürültüsünün yaban hayatı üzerindeki uzun vadeli etkilerini göstermektedir. Araştırma sonuçları ihtiyacı vurguluyor ... >>

Kablosuz hoparlör Samsung Müzik Çerçevesi HW-LS60D 06.05.2024

Modern ses teknolojisi dünyasında, üreticiler yalnızca kusursuz ses kalitesi için değil, aynı zamanda işlevselliği estetikle birleştirmek için de çabalıyorlar. Bu yöndeki en son yenilikçi adımlardan biri, 60 World of Samsung etkinliğinde tanıtılan yeni Samsung Music Frame HW-LS2024D kablosuz hoparlör sistemidir. Samsung HW-LS60D bir hoparlörden daha fazlasıdır; çerçeve tarzı ses sanatıdır. Dolby Atmos destekli 6 hoparlörlü sistem ve şık fotoğraf çerçevesi tasarımının birleşimi, bu ürünü her türlü iç mekana mükemmel bir katkı haline getiriyor. Yeni Samsung Müzik Çerçevesi, her ses seviyesinde net diyaloglar sunan Uyarlanabilir Ses ve zengin ses üretimi için otomatik oda optimizasyonu gibi gelişmiş teknolojilere sahiptir. Spotify, Tidal Hi-Fi ve Bluetooth 5.2 bağlantılarının yanı sıra akıllı asistan entegrasyonu desteğiyle bu hoparlör, beklentilerinizi karşılamaya hazır ... >>

Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu 05.05.2024

Modern bilim ve teknoloji dünyası hızla gelişiyor ve her gün bize çeşitli alanlarda yeni ufuklar açan yeni yöntem ve teknolojiler ortaya çıkıyor. Bu tür yeniliklerden biri, Alman bilim adamlarının, fotonik alanında önemli ilerlemelere yol açabilecek optik sinyalleri kontrol etmenin yeni bir yolunu geliştirmesidir. Son araştırmalar, Alman bilim adamlarının erimiş silika dalga kılavuzunun içinde ayarlanabilir bir dalga plakası oluşturmasına olanak sağladı. Sıvı kristal katmanın kullanımına dayanan bu yöntem, bir dalga kılavuzundan geçen ışığın polarizasyonunu etkili bir şekilde değiştirmeye olanak tanır. Bu teknolojik atılım, büyük hacimli verileri işleyebilen kompakt ve verimli fotonik cihazların geliştirilmesi için yeni umutlar açıyor. Yeni yöntemle sağlanan elektro-optik polarizasyon kontrolü, yeni bir entegre fotonik cihaz sınıfının temelini oluşturabilir. Bu, büyük fırsatların önünü açıyor ... >>

Arşivden rastgele haberler

Yeşil enerji, nadir metallerin krizine neden olacak 19.03.2012

Çevre Bilimi ve Teknolojisinde yayınlanan bir araştırma, temiz enerji kaynaklarına geçişin kıt metaller için bir arz krizine neden olacağını söylüyor. Ve bu malzemeler modern endüstri için çok önemlidir.

Örneğin, iki nadir toprak metali, disprosyum ve neodimyum, modern rüzgar türbini ve elektrikli araç teknolojilerinin anahtarıdır. Kömürle çalışan enerji santrallerinden ve benzinli arabalardan rüzgar türbinlerine ve elektrikli araçlara büyük ölçekli bir geçiş, zaten kıt olan bu iki metale olan talebin artmasına neden olabilir ve ayrıca esas olarak bir ülkede - Çin'de çıkarılmaktadır. Bugünün disprosyum ve neodimyum üretiminin yılda sadece yüzde birkaç artmasıyla birlikte talep önümüzdeki 600 yıl içinde %2600-25 oranında büyüyebilir.

Bugün, bazı hükümetler ve sanayi şirketleri, uçak ekipmanı, lazerler, tıbbi cihazlar ve daha fazlasını üretmek için kullanılan 17 nadir toprak elementinin tedarikinin sürdürülebilirliği konusunda endişelerini dile getiriyorlar. Bu malzemeler olmadan çevre dostu teknolojilerin geliştirilmesine devam etmek ve atmosferdeki karbondioksit seviyesini milyonda 450 parça seviyesine indirmek mümkün değildir.

Randolph Kirchein liderliğindeki bir bilim adamları ekibi, ekonomik durumun gelişimi ve ilerleme için çeşitli senaryolar altında lantan, seryum, praseodim, neodim, samaryum, öropyum, gadolinyum, terbiyum, disprosyum ve itriyum arzını analiz etti. 10 yılına kadar bu 2035 nadir toprak elementine olan talebi tahmin ettiler. Bir senaryoda, disprosyum ve neodimyum talebi sırasıyla %2600 ve %700 artabilir. Bu ihtiyacı karşılamak için örneğin disprosiyum üretimi her yıl ikiye katlanmalıdır. Nadir toprak malzemelerinin üretimini genişletmedeki etkileyici ilerlemeye rağmen, böyle bir rakama ulaşmak çok zor olacak.

Bilim adamları, krizin ancak nadir toprak malzemelerini daha ucuz ve daha yaygın olanlarla değiştirmenin yanı sıra atıkların geri dönüştürülmesiyle önlenebileceğine inanıyor.

Diğer ilginç haberler:

▪ Viking silahlarının kimyasal bileşimi

▪ Müze ziyaretçilerinin sergilere tepkisini takip etme

▪ soda aroması

▪ Yenilikçi su arıtma sistemi

▪ Tek çipli sistemler Dimensity 920 5G ve Dimensity 810 5G

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ İnşaatçı, ev ustası için sitenin bölümü. Makale seçimi

▪ makale Berdyaev Nikolai Alexandrovich. Ünlü aforizmalar

▪ makale Beyaz kan hücreleri ne yapar? ayrıntılı cevap

▪ makale Pompa istasyonunun mühendisi. İş güvenliği ile ilgili standart talimat

▪ makale LED el feneri ve iyileştirmesi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

▪ makale elektroliz kaynağı. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri