6. Выводы.

7.Контрольные тесты.

1.Триггеры предназначены для:

а) формирования импульсных сигналов;

б) для повышения мощности входного U;

в) для хранения информации и деления частоты..

2. Основное отличие триггеров от мультивибраторов заключается:

а) в отсутствии в схемах триггеров цепей подачи смещения на транзисторы;

б) в отсутствии в схемах триггеров времязадающих конденсаторов;

в) в отсутствии цепей термостабилизации.

3. Укажите характерные для триггеров стадии переключения:

а) рассасывание и формирование среза импульса;

б) рассасывание, подготовка, опрокидывание и установка.

в) установление, сброс и диффузия.

4. Укажите характерные для триггеров связи между транзисторами:

а) эмиттерно-базовые связи;

б) коллекторно-эмиттерные связи;

в) коллекторно-базовые связи.

5. Укажите основной функциональный узел ГИ:

а) выпрямитель;

б) стабилизатор;

в) мультивибратор;

г) усилитель.

Лабораторная работа № 8.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.Цель работы.

Овладение методиками и приобретение практических навыков исследования элементов цифровых логических элементов .

2.Приборы, макеты, программы

-Компьютер ACER;

- Программа Multisim 10.

3.Теоретические основы. Основные логические элементы.

В алгебре логики истинность суждения (высказывания) обозначают символом "I", а ложное-"0". Значение параметров электронных элементов необходимо перевести на язык алгебры логики ("0" или "I"). Значение параметров можно задавать уровнем напряжения или полярностью импульсов.

Если сигналы подаются в виде высокого и низкого напряжения, то такой способ подачи сиг­нала называть потенциальным. Логика называется положительной, если высокому потенциалу припи­сывается "I", а низкому "ноль" "0".

Логика называется отрицательной, если высокому потенциалу приписывается «0»,а низкому «1»

Если сигнал подают в форме импульса, то такой способ подачи называют импульсным. Наличие импульса – «1», отсутствие - «0». Это положительная логика. Если наоборот- отрицательная логика.

Любые логические операции можно выполнить с помощью трех основных и простых логических эле­ментов(базисных логических функций), выполняющих операции:"И"- логическое умножение (конъюнкция); "НЕ"- логическое отрицание (инверсия);"ИЛИ"-логическое сложение (дизъюнкция).Функционально полную систему могут обеспечить составные (комбинированные) логические элементы, выполняющие логические операции: "И-НЕ"- отрицание конъюнкции;"ИЛИ-НЕ"- отрицание дизъюнкции.

Логические элементы в дискретном исполнении

Базисные логические функции(логические элементы) могут быть представлены как в дискретном исполнении, так и методами интегральной технологии. Базисные логические функции(логические элементы) «И», «ИЛИ» и «НЕ» могут выполняться на диодах, резисторах, биполярных полевых транзисторах. В соответствии с конструкцией построения логических элементов различают резисторно-транзисторную логику(РТЛ), диодно-транзисторную(ДТЛ), транзисторно-транзисторную логику(ТТЛ), а также логику на полевых транзисторах(«р»-канальная-рМОП, «n»-nМОП), комплементарную (КМДП) и динамическую (МОП).

Логический элемент "НЕ" (логическое отрицание).

Логический элемент "НЕ" имеет один вход и один выход. Условно обозначается в схемах:

Таблица истинности операции "НЕ" имеет вид:

X	Y
0	1
1	0

Логический элемент " НЕ" представляет собой усилительный каскад на транзисторе, вклю­ченном по схеме ОЭ и работает в ключевом режиме. На вход подаются положительные сигналы в положительной логике. Используется транзистор типа n-p-n (рис.1).

Рис. 1. Электронная схема реализующая логический элемент "НЕ".

Допустим, что транзистор VT закрыт отрицательным потенциалом на базе от -Еб. Если на "Вх" подать низкий потенциал, соответствующий "0" , то VT остается закрытым, а при этом Iк=0 и . Следовательно, на выходе будет высокое напряжение соответствующее "I".

Если на “Вх” подать высокий положительный потенциал соответствующий "I", то VT будет в состоянии насыщения и .Такой логический элемент еще называют "инвертором".

Логический элемент "И" (логическое умножение).

Обозначается . Элемент имеет как минимум два входа и один выход. Ус­ловное обозначение элемента “И”:

Таблица истинности операции «И» имеет вид:

X1	X2	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Схема двухходового элемента «И» на биполярных транзисторах показана на рис .2.

Рис.2. Электронная схема, реализующая логический элемент «И».

Из схемы (рис. 2) видно, что транзисторы VT1 и VT2 соединены последовательно и электрический ток может протекать тогда, когда открыты оба транзистора. В том случае, когда один из транзисторов будет закрыт, то на входе напряжение будет равно «0», что соответствует таблице истинности. Этот логический элемент называется конъюктор.

Логический элемент «ИЛИ» (логическое сложение)

Обозначается: .

Таблица истинности операции «ИЛИ» имеет вид:

X1	X2	Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Рис.3. Электронная схема, реализующая логический элемент «ИЛИ».

Схема элемента «ИЛИ» выполнена на биполярных транзисторах (технология транзисторно-транзисторной логики). Если на входы и не подается напряжение, то TV1 и TV2 заперты и на (на выходе) нет напряжения, и это соответствует тому, что на выходе логический «0». Если на один вход или на оба входа подается положительное напряжение (логическая «1»), то один или оба транзистора открываются и на выходе появляется положительное напряжение, отображающее «1», что соответствует таблице истинности. Этот логический элемент еще называют дизъюнкцией.

Логический элемент «И-НЕ»(отрицание умножения, штрих Шеффера)

Условное обозначение в схемах.

Таблица истинности операции “И-НЕ” имеет вид:

X1	X2	Y
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Рассмотрим схему «И-НЕ» транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) (элемент Шеффера, рис.4)

Рис.4. Электронная схема, реализующая логический элемент «И-НЕ» (выполнена в ТТЛ).

Данная схема предназначен для работы от сигналов в виде напряжений, отрицательной полярности в отрицательной логике. (рис 14-15)

При отсутствии сигналов на входах схемы, и заперты положительным смещением , тока нет и на выходе (то есть «I»).Когда на входы одновременно будут поданы ( то есть «I») и , то V и V откроются и на выходе .Если на ВхI подать «0», а на Вх2 –«1», то будет заперт, а открыт, тока в цепи нет и (логическая «1»). Если на ВХ1 подать «1», а на ВХ2 – «0», то на выходе также (логическая «1»)

Логический элемент «ИЛИ-НЕ»(отрицание сложения элемент Пирса).

Условное обозначение в схемах (логического элемента «ИЛИ-НЕ»)

Таблица истинности логического элемента «ИЛИ-НЕ»

X1	X2	Y
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

Рассмотрим схему элемента «ИЛИ-НЕ» (рис.5)

Рис.5. Электронная схема, реализующая логический элемент «ИЛИ-НЕ».

Схема работает от сигналов в виде напряжений отрицательной полярности в отрицательной логи­ке. Схема выполнена на транзисторе и работает как логический элемент "НЕ" с несколькими входами (не менее двух).

При отсутствии на входах сигналов транзистор заперт положительным смещением +Еб на базе, тогда Iк=0 и Uвых = -Ек (т.е. "I"). Когда на любой из входов поступит сигнал Ubx = Uo (т.е. "I"), то транзистор отпирается и Uвых 0 (т.е. "О") и т.д. Здесь чаще всего используют МОП-транзисторы, т.к. у них высокая степень интеграции и повышенная помехоустойчивость.Основываясь на законах алгебры логики можно любой логический элемент заменить устройством, собранных только на двухходовых элементах И-НЕ.

_{1). Операция «НЕ»,} ,

Таблица истинности операции «НЕ».

		у
0	0	1
1	1	0

2). Операция «И»,

Таблица истинности операции «И».

Х1	Х2	И1	НЕ(у1)	И2	НЕ (у)
0	0	0	1	1	0
0	1	0	1	1	0
1	0	0	1	1	0
1	1	1	0	0	1

3). Операция «ИЛИ»,

Таблица истинности операции «ИЛИ».

Х1	Х2	И1	И2	И1	И2	И3	У(или)
0	0	0	0	1	1	1	0
0	1	0	1	1	0	0	1
1	0	1	0	0	1	0	1
1	1	1	1	0	0	0	1

4). Операция сложения по модулю два (исключающее ИЛИ),

Таблица истинности операции «исключающее ИЛИ».

Х1	Х2	И1	И2	И1	И2	И3	И4	И3	И4	И	НЕ(У)
0	0	0	0	1	1	0	0	1	1	1	0
0	1	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1
1	0	1	0	0	1	1	0	0	1	0	1
1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	0