Микросхемы с тремя логическими состояниями

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 9Следующая ⇒

3.2.4. Типы выходных каскадов

МС с открытым коллектором

Выходы некоторых МС выполнены так, что верхний выходной транзистор и относящиеся к нему элементы отсутствуют. Это так называемые элементы со свободным (открытым) коллектором.

На его выходе формируется сигнал, только низкого уровня. Поэтому для нормальной работы выходного транзистора коллектор следует подключить к источнику питания через внешнюю нагрузку: резистор, элемент индикации, реле и т.п.

Для выпуска таких МС есть, по меньшей мере, две причины:

1. Выходной транзистор может быть использован для управления внешними устройствами, которые к тому же могут работать от других источников питания. Например, МС 155 ЛА11 позволяет подводить к выходному транзистору до 30 В. Эти МС легко также вводить в линейный (усилительный) режим.

2. ЛЭ с открытым коллектором допускают параллельное соединение нескольких выходов к общей нагрузке. Такое объединение выходов называют МОНТАЖНОЙ (ПРОВОДНОЙ) ЛОГИКОЙ.

Имея дело с монтажной логикой, следует учитывать, что каждый компонент схемы утрачивает самостоятельность и действует как элемент общей системы. Так, если на одном выходе низкий потенциал, то тот же потенциал окажется на выходе всей системы. Чтобы обеспечить логическую 1 на общем выходе, необходимо иметь логические 1 на всех выходах.

Каждый из ЛЭ производит операцию И-НЕ:

Следовательно:

F_вых

Преобразовав последнее выражение на основе закона Де Моргана, получим:

или

Из этих выражений следует, что ЛЭ с объединенными выходами функционируют подобно ЛЭ И-ИЛИ-НЕ, выполняя операцию ИЛИ-НЕ по отношению к входным переменным, связанным операциями И в каждом ЛЭ. Такое толкование послужило причиной наименования “МОНТАЖНОЕ ИЛИ”. Однако для положительной логики верно “монтажное И”.

Расчет R_н микросхемы 155ой серии с открытым коллектором в [зельдин]:

К155 ЛН2 – 6 элементов НЕ

ЛН3 – 6 НЕ с повышенным U_к

ЛН4 – 6 буферных формирователей

ЛН5 – 6 НЕ с повышенным U_к

ЛА7 – 2´4 И–НЕ

ЛА8 – 4´2 И–НЕ

ЛА10 – 3´3 И–НЕ

ЛА11 – 4´2 И–НЕ с повышенным U_к

ЛА13 – 4´2 И–НЕ буферных формирователей

ЛА18 – 2´2 И–НЕ с мощным выходом

ЛИ5 – 2´2 И с мощным выходом

ЛЛ2 – 2´2 ИЛИ с мощным выходом

Устройства, оперирующие с дискретной информацией, при высоком уровне выходного напряжения имеют малое сопротивление между выводом “Выход” и шиной питания. В противоположном состоянии у “Выхода” малое сопротивление по отношению к общей шине. В обоих случаях выходной вывод имеет определенный электрический потенциал, который воздействует на входы последующих приборов (МС).

Существует категория МС, способных принимать и третье состояние, когда выход МС отключен от нагрузки. Такое состояние называютВЫСОКООИМПЕДАНСНЫМ. Перевод МС в это состояние осуществляется по специальному входу Z. В зависимости от конкретного типа МС отключение выхода может осуществляться 1 или 0.

Упрощенная электрическая схема элемента с тремя состояниями и ее условное обозначение представлены на рис.3.30.

Когда на входе Z низкий уровень, то VT3 заперт и не влияет на работу схемы. Если Z имеет высокий уровень, то VT3 открыт и базы транзисторов VT1 и VT2 соединены с низким потенциалом (земля). Транзисторы VT1 и VT2 закрыты.

В результате связь логической части элемента с его выходом разрывается, элемент со стороны выхода приобретает высокий импеданс. Уровень потенциала на выходе неопределен (плавающий) – он может быть любым в зависимости от соотношения токов утечки VT1 и VT2.

Третье состояние, в отличие от 1 и 0, обозначается Z, а символ такого выхода – ромб с поперечной чертой.

Элементы с 3-мя состояниями выхода разработаны специально для применения в качестве выходного управляемого буфера для подключения цифровых блоков к магистралям (рис.3.31.).

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов