13.4. Использование буферных элементов (буферов) типа тс

В цифровых устройствах (ЦУ) широко используются буферные элементы (буферы) типа ТС для управляемой передачи сигналов по тем или иным линиям.

Буферы могут быть неинвертируюшими или инвертирующими, а сигналы ОЕ – H-активными или L-активными, что ведет к наличию четырех типов буферных каскадов, пока­занных на рис. в двух вариантах обозначений. Выходы типа ТС отмечаются в обозначениях элементов значком треуголь­ника, как на рис., или буквой Z (при выполнении документации с по­мощью устройств вывода ЭВМ).

Рис. Типы буферных каскадов с третьим состоянием

(В двух вариантах обозначений) Задание для портфолио № 4 – типы буферных каскадов с тс

- Зарисовать в двух вариантах обозначений

- Перенумеровать

- Определить № для элемента ТТЛ с ТС

Выходы типа ТС можно соединять параллельно при условии, что в любой момент времени активным может быть только один из них. В этом случае отключенные выходы не мешают активному формировать сигналы в точке соединения выходов. Эта возможность позволяет применять элементы типа ТС в магистрально-модульных микропроцессорных и иных системах, где многие источники информации поочередно пользуются одной и той же ли­нией связи.

Элементы типа ТС сохраняют такие достоинства элементов с логическим выходом, как быстродействие и высокая нагрузочная способность. Поэтому они являются основными в указанных применениях. В то же время они тре­буют обязательного соблюдения условия отключения всех выходов, соеди­ненных параллельно, кроме одного, т. е. условия ОЕ₁ + ОЕ₂ + ... + OE_n ≤ l при объединении n выходов. Нарушение этого условия может привести даже к выходу из строя самих элементов. Кроме того, в отличие от выходов с от­крытым коллектором или стоком, выходы типа ТС не дают возможности выполнять операции монтажной логики.

Элементы типа ТС приобрели широкое распространение в современной схемотехнике, особенно в связи с массовым применением микропроцессорных сис­тем с их магистрально-модульными структурами. Однако, в самые последние годы положение изменилось в связи с появлением так называемых "систем на кристалле", в которых все части создаваемого устройства расположены на одном и том же кристалле. В них шины с тремя состояниями стали менее эффективными и задача поочередного использования одной и той же линии зачастую стала решаться иначе – с по­мощью мультиплексоров согласно принципу, показанному на рис.

Рис. Схема мультиплексируемой линии передачи, используемой несколькими источниками сигнала в режиме разделения времени

13.5. Выход с открытым коллектором (стоком)

В английской терминологии выход с открытым стоком обозначается как OD (Open Drain).

Рис. Схема выходной цепи цифрового элемента с открытым коллектором (а), открытым стоком (б) и реализация монтажной логики (в).

В обозначениях элементов с ок или ос после символа функции ставится ромб с черточкой снизу

Транзистор управляется от предыдущей части схемы элемента так, что может находить­ся в насыщенном (для МОП-транзистора просто открытом) или запертом состоянии. Насыщенное (открытое) состояние трактуется как отображение логического нуля, запертое – единицы.

Несколько выходов типа ОК можно соединять параллельно, подключая их к обшей для всех выходов цепочке Ucc–R (рис. в). При этом можно по­лучить режим поочередной работы элементов на общую линию, как и для элементов типа ТС, если активным будет лишь один элемент, а выходы всех остальных окажутся запертыми. Если же разрешить активную работу эле­ментов, выходы которых соединены, то можно получить дополнительную логическую операцию, называемую операцией монтажной логики.

Положительной чертой элементов с ОК или ОС при работе в магистрально-модульных системах является их защищенность от повреждений из-за оши­бок управления, приводящих к одновременной выдаче на общую шину не­скольких слов, а также возможность реализации дополнительных операций монтажной логики. Недостатком таких элементов является большая задерж­ка переключения из 0 в 1. При этом переключении выходная емкость заря­жается сравнительно малым током резистора R.