10.6. Импульсные и цифровые электронные устройства

ес, E0

E0

+Еп

0

t0

t

uвх

uвх

Rн

uвых

0

t

ес

Е0

–Еп

–E0

С

uвых

+Uвых.max

0

t

–Uвых.max

Р с. 10.66. Форм рователь импульсов на операционном усилителе

Различают импульсные устройства с несколькими устойчивыми

б

и несколькими временно устойчивыми состояниями. В импульсном

устройстве первого типа для изменения устойчивого состояния необ-

ходимо однократное внешнее воздействие, изменяющее его режим

работы. В импульсном устройстве с временно устойчивыми состоя-

А

ниями происходит периодическое переключение без внешнего воз-

действия или его состояния восстанавливаются через некоторое время

после внешнего воздействия.

10.6.2. Логические элементы

Д

Для своевременного подключения и отключения необходимого

оборудования в целях поддержания режимов технологических

процессов необходимо принимать те или иные решения в зависимо-

сти от конкретных условий. Если наличие Иили отсутствие каждого

условия отождествить с напряжением электрического сигнала раз-

личного уровня, то решения можно осуществить с помощью цифро-

вых устройств на основе логических элементов. Такие устройства

реализуют логическое преобразование совокупности сигналов об

условиях работы в совокупность сигналов управления технологиче-

ским процессом [11].

В зависимости от схемотехнической реализации логических

элементов сигналы на их входах и выходах имеют либо отличное от

нуля напряжение (положительное или отрицательное), либо напряже-

ние, близкое к нулю, которые принято условно отождествлять с ло-

гической единицей или нулём. Логические элементы могут работать в

режимах положительной логики и отрицательной логики. При этом

работу логического элемента можно описать зависимостью логиче-

ского значения выходного сигнала F от совокупности логических

значен й входных с гналов х. Такую зависимость принято представ-

лять табл цей

ст

.

Для любых лог ческих преобразований достаточно иметь три

С

элементарных лог ческ х элемента, выполняющих операции: логиче-

ское отр цан е (лог ческое НЕ), инвертор (рис.10.67, а); логическое

сложен е (лог ческое ИЛИ), дизъюнктор (рис.10.67, б); логическое

На практ ке часто используется расширенный набор логических

нности

штрих Шеф-

фера (И-НЕ);

мпл кац я, запрет, равнозначность (рис. 10.68).

Логические элементы выполняют, как правило, в виде интеграль-

ных микросхемб, каждый корпус которых может содержать несколько

логических элементов. По схемотехнической реализации различают се-

рии элементов: ДТЛ – диодно-транзисторная логика; ТТЛ – транзистор-

ПТЛ – тран-

зисторно-транзисторная логика на

-транзисторах и т.д.

А

x

1

F

x1

1

F

x1

&

F

x2

x2

x

F

МДП

x1

x2

F

x1

x2

F

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

0

1

1

И0 1 0

1

1

1

1

1

1

a

б

в

логических элементов:

а – НЕ; б – ИЛИ; в – И

x1

1

F

x1

&

F

x1

1

F

x2

x2

x2

x1 x2 F

x1 x2 F

x1 x2 F

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

1

a

0

1

0

б

0

1

1

в

0

1

0

1 1

0

1 1 0

1 1 1

x1

&

F

0 0 0

x2

=

F

0 0 1

x2

1

0

1

1

0

0

и0 1 0

д

0

1

0

г

1

1

0

1

1

1

Рис. 10.68.

та лицы истинности логических элементов:

Обозначения

а – ИЛИ-НЕ; – И-НЕ; в – импликация; г – запрет; д – равнозначность

На базе логических элементов построены такие устройства, как

шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры,

сумматоры.

А

Шифратор (кодер) преобразует сигнал на одном из его входов в

n-разрядное двоичное число. При появлении сигнала логической еди-

ницы на одном из десяти входов на четырёх выходах шифратора бу-

дет присутствовать соответствующее двоичное число.

Д

Дешифратор (декодер) преобразует код, поступающий на его

n- входов, в сигнал логической единицы только на одном из его выхо-

дов. Дешифратор n-разрядного двоичного числа имеет 2n выходов.

Различные типы дешифраторов применяются в схемах цифро-

вой индикации информации. Особенно широко применяются дешиф-

И

раторы, преобразующие информацию в код для семисегментных ин-

дикаторов.

Мультиплексор – это устройство, обеспечивающее соединение

одного из информационных входов с выходом. Номер информацион-

ного входа, который соединяется с выходом, задаётся в двоичном ко-

де на адресных входах. Если мультиплексор имеет п адресных входов,