38. Преобразователи уровней ттл, и2л и обратно.

Для Преобразования указанных уровней используют БТ двух типов проводимостей, совмещая коллекторную область p-p-p транзистора с базовой областью многокомплектного n-p-n –транзистора (МКТ) и базовой областью p-n-p – транзистора с эмиттерной областью МКТ. Для уравнения И²Л – схемами используют логические уровни U⁰ 0,05 В и U¹ = 0,6…0,8 В, а в ТТЛ – схемах U⁰ 0,4 В и U¹ = 2,4…4,5 В. Следовательно, преобразователи уровней ТТЛ И²Л (ПУ₁₅) и И²Л ТТЛ (ПУ₅₁) должны обеспечивать соответственно ослабление и усиление входных сигналов. В качестве ПУ₁₅ можно использовать ТТЛ – схему с открытым коллектором, который подключается непосредственно к входу И²Л – схемы (рис. 1.40).

а) б)

Рис. 1.40

При U₁⁰ 0, VT1 насыщен, а VT2 заперт и ток I₀, инжектируемый генератором тока VT3, замыкается через базу МКТ и отпирает его на выходе ПУ₁₅ (коллектор VT2) устанавливается U₂¹ + 0,7 В. Если напряжение на входах U₁₁ , U₁₂ 3,5 В. VT1 переключается в инверсно-активный режим, а VT2 – в режим насыщения. Ток I₀ инжектора VT3 замыкается, через насыщенный VT2, на выходе ПУ₁₅ имеем логический «0» U₂⁰ 0. На рис. 1.40,б показана модификация схемы рис. 1.40,а полученная заменой диода VD на транзистор VT2, работающий без насыщения в режиме эмиттерного повторителя.

Много коллекторный транзистор VT3 открывается усиленным транзистором VT2 током, что увеличивает помимо согласования уровней, обеспечивает раздельное управление несколькими И²Л – схемами (К_раз = 3). В оптоэлектронной схеме ПУ₁₅ (рис.1.41) входной каскад на транзисторе VT1 воспроизводит входные характеристики ТТЛ – элемента И – НЕ. Если хотя бы на одном входе имеется низкий уровень U₁⁰ , транзистор VT1 заперт (светодиод VD3 погашен), а значит заперт фотодиод VD4 и МКТ VT2 также находится в режиме отсечки. Когда на всех входах имеются логические «1», транзистор VT1 насыщен, через светодиод VD3 протекает ток I_vd3 5 мА достаточный для светоизлучения. В результате ток фотодиода открывает транзистор VT2 и на выходах (коллекторах) устанавливается логическое «0».

Рис. 1.41

Достоинства оптронного ПУ₁₅ – полная гальваническая развязка входных и выходных цепей, а также высокая помехозащищенность.

Недостаток – невысокое быстродействие, которое ограничивается оптронной парой.

Преобразование сигналов И²Л – схем к стандарту ТТЛ (ПУ₅₁) должен обеспечить усиление сигналов И²Л по напряжению (до логического перепада ТТЛ) и по току (от микроампер до миллиампер). Поскольку БТ И²Л – схем имеет малый коэффициент усиления по току ( 2), требуемое усиление получают последовательным включением нескольких И²Л – схем. Более простой вариант ПУ₅₁ представлен на рис. 1.42.

Рис. 1.42

В схеме рис. 1.42 выходом является открытый коллектор, который можно подключить непосредственно к входу ТТЛ – схемы. Схема состоит из двух последовательных включений И²Л – схем на транзисторах VT1 , VT3. Первый каскад усиливает входной ток I₀ в 2 раз, т.е. ток инжекции второго каскада I_н = 2I_0. Второй каскад усиливает ток первого также в 2 раз и его выходной ток должен быть достаточным для непосредственного управления ТТЛ – схемой.