אלמנטים לוגיים והאנלוגים החשמליים שלהם. תכנית, תיאור

ספרים ומאמרים
ספרייה חינם / מדריך / רדיו - למתחילים

אלמנטים לוגיים ועמיתיהם החשמליים. רדיו - למתחילים

רדיו - למתחילים

ישנם כמה עשרות אלמנטים לוגיים הפועלים כמיקרו-מעגלים דיגיטליים עצמאיים בדרגת אינטגרציה נמוכה וכרכיבים של מיקרו-מעגלים בדרגת אינטגרציה גבוהה יותר. אבל כאן נדבר רק על ארבעה מהם - האלמנטים הלוגיים AND, OR, NOT, AND-NOT. האלמנטים AND, OR ו- NOT הם בסיסיים, ו-NAND הוא שילוב של רכיבי AND ו- NOT.

מהן "אבני הבניין" הללו של הטכנולוגיה הדיגיטלית, מה ההיגיון של פעולתן? מיד נבהיר: נכנה מתח מ-0 עד 0,4 וולט, כלומר, מתאים לרמה לוגית של 0, מתח ברמה נמוכה, ומתח של יותר מ-2,4 וולט, המתאים לרמה לוגית של 1, א. מתח ברמה גבוהה. בדיוק רמות המתח הללו בכניסה וביציאה של אלמנטים לוגיים ומיקרו-מעגלים אחרים מסדרת K155 משמשים לאפיון המצבים הלוגיים והפעולה שלהם.

הייעוד הגרפי המקובל של אלמנט הלוגיקה AND מוצג באיור. 1, א. הסמל שלו הוא הסימן "&" בתוך המלבן; סימן זה מחליף את הצירוף "ו" באנגלית. בצד שמאל יש שתי כניסות לוגיות (אולי יותר) - X1 ו-X2, מימין - יציאה אחת Y. ההיגיון של האלמנט הוא כדלקמן: מתח ברמה גבוהה מופיע במוצא רק כאשר אותות באותה רמה הם מיושם על כל התשומות שלו

אלמנטים לוגיים ועמיתיהם החשמליים
איור 1. אלמנט לוגי

כדי להבין את ההיגיון של פעולת האלמנט הלוגי I, האנלוג החשמלי שלו יעזור (איור 1, ב), המורכב מאספקת חשמל מחוברת בסדרה GB1 (לדוגמה, סוללה 3336), מתגי לחצן SB1, SB2 מכל עיצוב ומנורת ליבון HL1 (MNZ, 5-0,26 ,1). המתגים מדמים אותות חשמליים בכניסה האנלוגית, וחוט המנורה מציין את רמת האות במוצא. המצב הפתוח של מגעי המתג מתאים למתח ברמה נמוכה, והמצב הסגור מתאים לרמה גבוהה. בעוד שמגעי הכפתור אינם סגורים (מתח ברמה נמוכה בשתי הכניסות של האלמנט), חשמליים; המעגל האנלוגי פתוח והמנורה, באופן טבעי, לא נדלקת. לא קשה להסיק מסקנה נוספת: מנורת הליבון במוצא אלמנט ה-AND נדלקת רק לאחר סגירת המגעים של שני הכפתורים SB2 ו-SBXNUMX. זהו הקשר הלוגי בין אותות הקלט והיציאה של אלמנט ה-AND .

עכשיו תסתכל על איור. 1, ג. הוא מציג דיאגרמות תזמון של תהליכים חשמליים שנותנים מושג אמין על פעולתו של אלמנט הלוגיקה AND. בכניסת Xi, האות מופיע ראשון. ברגע שאותו אות נמצא בכניסה X3, מיד מופיע אות ביציאה Y, שקיים כל עוד יש אותות בשתי הכניסות המתאימים למתח ברמה גבוהה.

מה שנקרא טבלת המצבים (איור 1, ד), המזכירה טבלת הכפל, נותנת מושג על המצב והקשר הלוגי בין אותות הקלט והיציאה של אלמנט ה-AND. בהסתכלות על זה, אנו יכולים לומר שאות ברמה גבוהה יופיע ביציאה של האלמנט רק כאשר אותות באותה רמה מופיעים בשתי הכניסות שלו. בכל שאר המקרים, הפלט של האלמנט יהיה מתח ברמה נמוכה, כלומר, המתאים ל-0 הלוגי. הסמל המקובל של האלמנט הלוגי OR הוא המספר 1 בתוך המלבן (איור 2, א). לאלמנט זה, כמו אלמנט AND, יכולים להיות שתי כניסות או יותר. האות ביציאה Y, המתאים למתח ברמה גבוהה, מופיע כאשר אותו אות מופעל על קלט X1, או על קלט X2, או בו-זמנית על שתי הכניסות. כדי לאמת פעולה זו של אלמנט ה-OR, ערכו ניסוי עם האנלוג החשמלי שלו (איור 2, ב).

אלמנטים לוגיים ועמיתיהם החשמליים
אורז. 2,3 או שער

מנורת הליבון HL1 במוצא האנלוגי תידלק בכל פעם שהמגעים או הכפתורים SB1, או SB2, או שני הכפתורים (כל) סגורים. דיאגרמות תזמון של פעולתה (איור 2c) והטבלה יעזרו לתקן את תכונה חשמלית של אלמנט ה-OR במצבי זיכרון (איור 2,d), המגדירה את הקשר הלוגי בין אותות קלט ומוצא.

הסמל המקובל של האלמנט הלוגי NOT הוא גם המספר 1 במלבן (איור 3, א). אבל יש לו כניסה אחת ואחת. יְצִיאָה. העיגול הקטן שמתחיל את קו התקשורת של אות המוצא מסמל את השלילה הלוגית במוצא האלמנט, בשפת הטכנולוגיה הדיגיטלית אין זה אומר שאלמנט זה הוא מהפך - מכשיר אלקטרוני שאות המוצא שלו מנוגד ל הקלט אחד. במילים אחרות, כל עוד אין אות ברמה נמוכה בכניסה של האלמנט, יהיה אות ברמה גבוהה במוצא שלו, ולהיפך.

ניתן להרכיב את האנלוג החשמלי של אלמנט NOT בהתאם למעגל המוצג באיור. 3, ב. ממסר אלקטרומגנטי K1, המופעל על ידי מתח הסוללה GB1, חייב להיבחר עם קבוצה של מגעים סגורים. בעוד המגעים של כפתור SB1 פתוחים, פיתול הממסר מנותק, המגעים שלו K1-1 נשארים סגורים, ולכן, מנורה HL1 מאירה. כאשר אתה לוחץ על הכפתור, המגעים שלו נסגרים, המדמים הופעה של אות כניסה ברמה גבוהה, וכתוצאה מכך הממסר מופעל. המגעים שלו, נפתחים, שוברים את מעגל אספקת החשמל של מנורת HL1 - יוצאים, זה מסמל את המראה של אות ברמה נמוכה במוצא. נסה לצייר דיאגרמות תזמון משלך של פעולת האלמנט NOT וערוך טבלה של מצבו - הם אמורים להתברר זהים לאלו המוצגים באיור. 3, ג, ד.

כפי שכבר אמרנו, שער NAND הוא שילוב של שערים AND ו- NOT. לכן, על ייעודו הגרפי (איור 4, א) יש סימן "&" ועיגול על קו אות הפלט, המסמל שלילה לוגית. יש פלט אחד, אבל שתי כניסות או יותר.

אלמנטים לוגיים ועמיתיהם החשמליים
אורז. שער NAND 4

האנלוגי החשמלי שלו, המורכב על פי המעגל באיור 4, יעזור לך להבין את עקרון הפעולה של אלמנט לוגי כזה של טכנולוגיה דיגיטלית. 1, ב. ממסר אלקטרומגנטי K1, סוללה GB1 ומנורת ליבון HL1 זהים לאלו באנלוגי של אלמנט NOT. חבר שני לחצנים (SB2 ו-SBXNUMX) בסדרה עם סליל הממסר, שהמגעים שלו ידמו אותות כניסה. במצב ההתחלתי, כאשר מגעי הכפתור פתוחים, המנורה נדלקת, ומסמלת אות ברמה גבוהה במוצא. לחץ על אחד הכפתורים בכניסה הרדודה.

איך מנורת החיווי מגיבה לזה? היא ממשיכה לזרוח. מה אם תלחץ על שני הכפתורים? במקרה זה, המעגל החשמלי שנוצר על ידי הסוללה, מתפתל הממסר ומגעי הכפתור מתברר כסגור, הממסר מופעל והמגעים שלו K1.1, נפתחים, שוברים את המעגל האנלוגי השני - המנורה כבה.

ניסויים אלה מאפשרים לנו להסיק: כאשר יש אות ברמה נמוכה באחת או בכל הכניסות של אלמנט ה-AND-NOT (כאשר המגעים של לחצני הקלט של האנלוגי פתוחים), אות ברמה גבוהה פועל במוצא , שמשתנה לאות ברמה נמוכה כאשר אותם אותות מופיעים בכל הכניסות של האלמנט (המגעים של הכפתורים האנלוגיים סגורים). מסקנה זו מאושרת על ידי דיאגרמות הפעולה וטבלת המצב המוצגים באיור. 4, ג, ד.

הבה נשים לב לעובדה הבאה: אם הכניסות של אלמנט AND-NOT מחוברות יחד ומופעל עליהן אות ברמה גבוהה, הפלט של האלמנט יהיה אות ברמה נמוכה. לעומת זאת, כאשר מוחל אות ברמה נמוכה על הקלט המשולב, הפלט של האלמנט יהיה אות ברמה גבוהה. במקרה זה, אלמנט ה-NAND, כפי שבטח כבר ניחשתם, הופך למהפך, כלומר אלמנט NOT לוגי. מאפיין זה של אלמנט AND-NOT נמצא בשימוש נרחב מאוד במכשירים והתקנים דיגיטליים.

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

סמארטפון נוקיה G310 21.08.2023

HMD Global הציגה סמארטפון חדש - Nokia G310. מכשיר זה כולל לא רק ביצועים מתקדמים, אלא גם עיצוב חדשני שנועד לאפשר למשתמשים להחליף את הסוללה בעצמם באמצעות טכנולוגיית QuickFix המהפכנית. הודות להוראות רשמיות מפורטות, הבעלים יכולים בקלות ובקלות להחליף את הסוללה או רכיבים אחרים של המכשיר.

ה-G310 מצויד במעבד עוצמתי של Qualcomm 480+, 4 ג'יגה-בייט של זיכרון RAM ו-128 ג'יגה-בייט של אחסון פנימי. זיכרון ניתן להרחבה עם כרטיסי microSD עד 1 TB מאפשר לך לשמור כמות עצומה של נתונים.

התצוגה האיכותית של המכשיר היא ברזולוציה של 1612 על 720 פיקסלים, קצב רענון של 90 הרץ ובהירות מרבית של 560 ניטים המעניקים חוויה ויזואלית נהדרת.

בתחום הצילום, ה-G310 מרשים עם הרבגוניות שלו, ומציע מצלמה ראשית משולשת: חיישן ראשי 50MP, חיישן עומק 2MP וחיישן מאקרו 2MP. המצלמה הקדמית ברזולוציית 8 מגה פיקסל מסוגלת ליצור סלפי באיכות גבוהה.

סוללת 5000mAh עם תמיכה בטעינה מהירה של 20W מבטיחה חיי סוללה ארוכים. המחיר הסופי של המכשיר החדש הוא 186$ בלבד, מה שהופך אותו לבחירה אידיאלית עבור קהל רחב.

עוד חדשות מעניינות:

▪ טלפון סקייפ של ASUS

▪ מיקרופון אלחוטי Nikon ME-W1 Nikon

▪ סוני תשחרר טלוויזיית זום

▪ רובוט נמיה הולך בשדה מוקשים

▪ ערכת הדמיה של Nubia Z50S Pro Starlight

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר בית, חלקות בית, תחביבים. בחירת מאמרים

▪ מאמר היפוקרני. ביטוי עממי

▪ כתבה האם השיער שלך מאפיר מפחד? תשובה מפורטת

▪ מאמר Kudzu. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מגבר סטריאו חד-מחזורי על פנטודים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מייצב מתח, פלט מוגן קצר חשמלי, 21/2-12 וולט 0,3 אמפר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר