2.7.2.Логические элементы с открытым коллектором

В ЛЭ с открытым коллектором (рис __) в качестве выходного каскада используется транзистор, коллектор которого не подключен к нагрузке. Эти транзисторы изготовляются на разное допустимое напряжение: +5, +15, +30, +35В и др. Выходы таких ЛЭ должны быть подключены с помощью внешнего резистора к соответствующему источнику питания соответствующего напряжения (+5В стандартно).

2.7.3.Логические элементы с открытым эмиттером

Выходные каскады с открытым эмиттером отличаются от выходного каскада с открытым коллектором тем, что эмиттер не подключен внутри ИС к общему выводу (корпусу), а подключен к отдельному внешнему выводу, тогда как коллектор подключен к выводу, на который подается напряжение питания +5В. Нагрузка к этим ЛЭ подключается между выводами эмиттера и корпуса, т.е. выходной каскад представляет собой эмиттерный повторитель, обеспечивающий большой выходной ток (вытекающий ток), в отличие от выходного каскада с открытым коллектором, обеспечивающий большой выходной ток (втекающий ток).

2.7.4.Логические элементы с третьим состоянием выходов

На рисунке__ показан ЛЭ с тремя состояниями выхода. ЛЭ имеет управляющий выход ОЕ (Output Enable – разрешение выхода), одно из значений сигнала, на котором переводит оба выходных транзистора в закрытое состояние, что обеспечивает на выходе протекание токов через транзистор. Такое состояние выхода обозначается как Z – состояние.

2.7.5.Применение лэ с открытым коллектором

Наиболее важным свойством ЛЭ с открытым коллектором является возможность реализации их с помощью логических функций, называемых «монтажное ИЛИ» и «монтажное И». На рисунке __ показана схема, состоящая из m ЛЭ, каждый из которых имеет выход с открытым коллектором и выполняет функцию . Из схемы видно, что ее выходной сигнал принимает значение нуля в тех случаях, когда выходной сигнал хотя бы одного ЛЭ равен нулю. Выходное напряжение может принимать уровень логической единицы только в том случае, если все выходные транзисторы закрыты. Таким образом, простое подсоединение коллекторов выходных транзисторов нескольких ЛЭ к общей нагрузке R_н реализует функцию «монтажное ИЛИ» для нулевых выходных уровней ЛЭ и функцию «монтажное И» - единичных выходных уровней.

В общем виде схема описывается функцией

2.8.Синтез комбинационных схем на основе стандартных микросхем

2.8.1.Применение мультиплексора

2.8.2.Применение дешифратора

3.Последовательные логические устройства

Последовательные схемы в отличии от комбинационных зависят не только от значений входных сигналов, но и от последовательности их изменений в предыдущие моменты времени.

3.1.Потенциальные и импульсные сигналы

Сигнал называется потенциальным, если интервалы времени T_i между соседними изменениями сигнала значительно больше времени реакции схемы _p, в которой они используются. Т.е. сигнал x(t) (рис_) будет потенциальным если .

Сигнал называется импульсным, если длительность его того же порядка, что и время реакции схемы (схема должна отреагировать на воздействие импульсного сигнала, а импульсный сигнал должен законница сразу же после окончания в схеме переходного процесса).

При аналитическом описании схем, на которые воздействуют импульсные сигналы, используются понятия абстрактных импульсных сигналов, длительность которых бесконечно мала. На рисунке__ показана диаграмма с описанием таких сигналов, это сигналы . Такие сигналы порождаются изменениями потенциального сигнала с единичного состояния в нулевое 10 и с нулевого состояния в единичное 01. Импульсные сигналы описываются соотношениями: , где dx – импульсный сигнал, x(t) – значение потенциального сигнала в данный момент времени, x(t-t) – значение сигнала в предыдущий момент времени.

Для абстрактного импульсного сигнала при t0 ведем обозначения: x(t)=x, x(t-t)=x^*. Отсюда получим следующие выражения: , , .

Сигналы различаются на пассивные и активные. Активный сигнал может быть как 0 так и 1, если активный 0 то пассивный 1, и наоборот. Если активный сигнал 0 его называют инверсным, если 1 – то прямой.

Различают следующие действия над сигналами и их состояния:

• установка сигнала – перевод сигнала в активное состояние,

• снятие сигнала – перевод сигнала в пассивное состояние,

• положительный фронт сигнала – переход сигнала из 0 в 1,

• отрицательный фронт сигнала – переход сигнала из 1 в 0,

• передний фронт сигнала – переход сигнала из пассивного состояния в активное,

• задний фронт сигнала – переход сигнала из активного состояния в пассивное.