1280 j6
1280 j6
kupi-zapchast.ru

Логические схемы с несколькими входами

749
0
30 июня 2009
Инверторы и буферные элементы представляют собой логические схемы с одним входом. Что ещё может сделать с одиночным логическим сигналом, кроме как буферизовать его или инвертировать? Для получения прочих возможностей обработки логических сигналов к схемам необходимо добавить дополнительные входы.
При добавлении к логической схеме входов увеличивается количество возможных входных состояний. В логических схемах с одним входом, таких как инвертор или буферный элемент, возможны только два входных состояния: логическая единица или логический ноль. Как уже говорилось, в схеме с двумя входами количество возможных состояний увеличится до четырёх (00, 01, 10 и 11). В схеме с тремя входами количество возможных состояний увеличится до восьми (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111). Количество возможных входных состояний равно двум в степени, соответствующей количеству входов:

Увеличение количества возможных входных состояний позволяет выполнять с сигналами более сложные операции. Теперь, вместо простого инвертирования или усиления (буферизации) логического сигнала, выходное состояние схемы будет определяться определённой комбинацией логических нулей и единиц на входах схемы.

В этой статье будут представлены основные типы схем с несколькими входами, их таблицы истинности, условные обозначения, а также их практическое назначение.

Логическая схема «И»

Одной из простейших логических схем с несколькими входами является логическая схема «И», получившая своё название в связи с тем, что выходное состояние этой схемы будет высоким, если и только если на все входы будет подан сигнал логической единицы. Если на одном из выходов или на обоих выходах будет сигнал низкого уровня, то на выходе будет также сигнал низкого логического уровня.

04100_show.png

 

У схемы «И» может быть три входа и более, однако подобная конфигурация встречается не так часто.

 

Таблица истинности двухвходовой логической схемы «И» выглядит следующим образом:

04101.png

Что эта таблица значит в практическом смысле, показано на следующих рисунках, на которых показаны все возможные варианты входных состояний этой схемы: светодиод даёт визуальное представление логического уровня сигнала:

04102.png

 

04103.png

 

04104.png

 

04105.png

На выходе схемы «И» будет сигнал логической единицы, только когда на все входы поданы сигналы высокого логического уровня, — то есть светодиод включится только при одной из четырёх возможных комбинаций сигналов на входе:

Логическая схема «И-НЕ»

Модифицированный вариант схемы «И» называется схемой «И-НЕ». В принципе, логическая схема «И-НЕ» работает так же как и схема «И» плюс схема «НЕ» (инвертор), включённая к её выходу. Кружок в правой части условного обозначения схемы «И-НЕ» символизирует инвертирование. Таблица истинности логической схемы «И-НЕ», как это можно ожидать, совершенна противоположна таблице состояний логической схемы «И»:

04106.png

Как и в случае схемы «И», у схемы «И-НЕ» имеется несколько входов. В подобных случаях, применяется тот же общий принцип: на выходе будет сигнал логического нуля, если и только если на все входы поданы сигналы высокого логического уровня. Если на один из входов будет подан сигнал низкого логического уровня, то на выходе схемы будет сигнал высокого логического уровня.

Логическая схема «ИЛИ»

Логическая схема «ИЛИ» получила своё название в связи с выполняемой ею функцией: на её выходе будет сигнал высокого логического уровня, если на любой из входов будет подан сигнал логической единицы. На выходе этой схемы будет низкий логический уровень, если и только если на все входы также поданы сигналы низкого логического уровня.

04107_show.png

Таблица истинности двухвходовой логической схемы «ИЛИ» выглядит следующим образом:

04108.png

На следующих рисунках показана функция логической схемы «ИЛИ» при всех возможных комбинациях сигналов на двух входах схемы: светодиод даёт визуальное представление логического уровня сигнала:

04109.png

 

04110.png

 

04111.png

 

04112.png

При условии, что на любой из входов схимы «ИЛИ „подан сигнал высокого логического уровня, на выходе схемы будет также сигнал высокого лошического уровня, следовательно светодиод будет включён в трёх комбинациях входных сигналов из четырёх возможных.

Логическая схема «ИЛИ-НЕ“

Как вы уже вероятно догадались, схема «ИЛИ-НЕ» представляет собой схему «ИЛИ» с инвертором на выходе.

04113.png

Логические схемы «ИЛИ-НЕ», как и другие схемы подобного типа могут иметь более двух входов. Однако к ней применим уже известный нам принцип: на выходе будет сигнал логического нуля, если на один из входов подан сигнал логической единицы. На выходе будет высокий логический уровень, только в том случае если на все входы поданы сигналы низкого логического уровня.

Альтернативный вариант схемы «И-НЕ»

В альтернативном варианте схемы «И-НЕ» сигнал на входы схемы поступает через инверторы. Как и в других схемах на условном символе этой схемы инвертирование обозначается кружочками. Логическая функция этой схемы не совпадает с логической функции стандартной схемы «И-НЕ». Таблица истинности для этой схемы такая же как и у схемы «ИЛИ-НЕ»:

04114.png

 

Альтернативный вариант схемы «ИЛИ-НЕ»

По такому же принципу сконструирован альтернативный вариант схемы «ИЛИ-НЕ», — на её входах расположены инверторы. Как и в других схемах на условном символе этой схемы инвертирование обозначается кружочками. Таблица истинности для этой схемы такая же, как и для схемы «И-НЕ»:

04115.png

Схема исключающее «ИЛИ»

Последние шесть видов логических схем представляют собой вариации трёх основных логических функции: «И», «ИЛИ» и «НЕ». Тем не менее из этого ряда выпадает схема «исключающее ИЛИ».

На выходе схемы «исключающее ИЛИ» будет сигнал высокого логического уровня, если на входы подаются сигналы разного уровня, то есть 0 и 1 или 1 и 0. И наоборот, на выходе будет логический 0, если на входы подаются сигналы одного логического уровня. Схема «исключающее ИЛИ» имеет особое условное обозначение и особую таблицу истинности:

04116.png

Из схем «И», «ИЛИ» и «НЕ» можно собрать эквивалентную схему «исключающее ИЛИ», как и в случае схем «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ» и их альтернативных вариантов с инверторами на входе. Самый простой способ смоделировать схему «исключающее ИЛИ» — начать с обычной схемы «ИЛИ», затем добавить дополнительные схемы, препятствующие подаче на выход высокого логического уровня, когда на обоих входах присутствуют сигналы логической единицы:

04117.png

В этой схеме, последний элемент «И» действует подобно буферу всякий раз, когда на выходе элемента «И-НЕ» — сигнал логической единицы, что соответствует первым трём комбинациям сигналов на входе (00, 01, and 10). Однако, когда на оба входа поданы сигналы высокого логического уровня, на выходе схемы «И-НЕ» будет сигнал низкого логического уровня, в связи с чем на выходе элемента «И» будет сигнал низкого логического уровня.

В другой эквиввалентной схеме «исключающее ИЛИ» применяется стратегия двух схем «И» с инверторами, включёнными таким образом, чтобы генерировать выходные сигналы при сигналах на входе 01 и 10. Последний элемент «ИЛИ» создаёт возможность сигнала логической единицы на выходе одного из элементов «И»:

04118.png

 

Схемы «исключающее ИЛИ» очень полезны в тех случаях, когда два или более двоичных числа должны быть сравнены, а также для для проверки на чётность и преобразование кода.

Логическая схема «исключающее НЕ-ИЛИ»

И наконец, рассмотрим схему «исключающее НЕ-ИЛИ». Она представляет собой эквивалент схемы «исключающее ИЛИ» с инверторами на входе. Таблица истинности этой схемы является полной противоположностью схемы «исключающее ИЛИ».

04119.png

Как видно из таблицы истинности назначение этой схемы — давать высокий логический уровень на выходе, если на обоих входах одинаковый логический уровень (либо 00, либо 11).

·         РЕЗЮМЕ:

·         Правило для схемы «И»: на выходе высокий уровень, только если на первый вход и на второй вход поданы сигналы высокого логического уровня.

 

·         Правило для схемы «ИЛИ»: на выходе высокий уровень, если на вход А или на вход В подан сигнал высокого логического уровня.

·         Правило для схемы «И-НЕ»: на выходе схемы будет сигнал низкого логического уровня, если на оба входа подаётся сигнал логической единицы.

·         Правило для схемы «ИЛИ-НЕ»: на выходе схемы будет сигнал низкого логического уровня, если на один из входов подаётся сигнал логической единицы.

·         Функция схема «И-НЕ» с инверторами на входе аналогична функции схемы «ИЛИ-НЕ».

·         Функция схемы «ИЛИ-НЕ» с инверторами на входе аналогична функции схемы «И-НЕ».

·         Правило для схемы «исключающее ИЛИ»: на выходе схемы высокий логический уровень, если логические уровни входных сигналов различны.

·         Правило для схемы «исключающее ИЛИ-НЕ»: на выходе схемы высокий логический уровень, если логические уровни входных сигналов одинаковы.

 



Тактические и профессиональные фонари. В первую очередь, это светотехнические средства, пригодные для применения в экстремальных и сложных условиях, а так же техника, оптимизированная для узкого спектра задач, например подствольные фонари или фонари для дайвинга.
1677 0
Активная распределенная антенная система представляет собой двунаправленный репитер, который усиливает и дублирует выходной сотовый сигнал внутри одного помещения. Усиленный сигнал дублируется с помощью внутренней антенны. Подобным образом дублируется сотовый сигнал и за пределами здания.
885 0
Для схемы данного интегратора подойдёт практически любая модель операционного усилителя, но в списке необходимых компонентов указана модель 1458, так как входные токи смещения этого ОУ гораздо выше. Как правило, высокий входной ток смещения считается плохой стороной того или иного операционного усилителя, если он используется в схеме усилителя постоянного тока (и особенно в схеме интегратора!).
922 0

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.

    Радиомастер
    © 2005–2013 radiomaster.ru
    admin@radiomaster.ru
    При использовании материалов данного сайта прямая и явная ссылка на сайт radiomaster.ru обязательна. 1.0859 s