Приложение на цифрови микросхеми, HomeElectronics
Добър ден на всички! В предишни публикации говорих за логически елементи - „тухли“, които изграждат основата на цифровите технологии и техните цели. В този пост ще говоря по-подробно за използването на цифрови микросхеми, съдържащи логически порти.
Най-простите схеми
Първата схема е най-простата сонда за непрекъснатост на електрическите вериги. С помощта на тази сонда можете да определите надеждността на електрическия контакт, да намерите отворена верига, да проверите изправността на резистори и полупроводникови диоди и транзистори.
Схема за непрекъснатост на веригата.
Нека да опишем как работи. Когато сондите XT са отворени, на входовете на логическия елемент DD1 се задава високо ниво на логическо напрежение спрямо общия проводник. Съответно изходът на елемента DD1 ще бъде ниско логическо ниво, докато светодиодът VD1 няма да светне. Ако сондите са късо съединени, тогава входът DD1 ще има ниско логическо ниво, а изходът ще има високо логическо ниво. Светещ диод ще показва, че изходите са късо съединени помежду си. По този начин, когато сондите са свързани към работеща верига, светодиодът ще светне и ако светодиодът е изключен, тогава във веригата има отворена верига.
Следващата диаграма по-долу е логическа сонда. Той е предназначен за определяне на логическото ниво на напрежение в електрическите вериги на цифровите устройства.
Верига на логическата сонда.
В начално състояние се задава високо логическо ниво на входовете на логическия елемент DD1 и съответно на изхода DD2, светодиодът VD1 свети. Когато светодиодите са включени във верига с високо логическо ниво, светодиодът VD1 остава включен и когато на входа DD1 се появи ниско ниво на логика, светодиодът VD1 ще се изключи съответно.
По-нататъшно разказване за използването на цифрови микросхеми не е възможно без знания вътрешно устройство цифрови TTL и CMOS микросхеми и техните трансферни характеристики.
Вътрешна структура на цифровите TTL микросхеми
Всички семейства цифрови микросхеми са базирани на основни логически порти. За всички микросхеми от семейството TTL такъв елемент е елемент 2 ЗАБЕЛЕЖКА, който има следните вътрешни елементи. По-долу има диаграма на 2I-NOT елемент и неговата преходна реакция
Схема на основния елемент TTL 2I-NOT и неговата преходна реакция.
Входът на елемента е транзистор с много излъчватели VT1 тогава усилвател етап на транзистора VT2 и push-pull изходен етап на транзистори VT3, VT4.
Нека да опишем работата на логическия елемент 2I-NOT. В начално състояние входното напрежение не надвишава 0,5 V и емитерното кръстовище на транзистора VT1 е отворено, това напрежение не е достатъчно за прехвърляне на колекторния възел в отворено състояние, същото се отнася и за емитерните кръстовища на транзисторите VT2, VT4. Следователно тези транзистори са затворени и транзисторът VT3 е отворен от напрежението, подавано от R2. Диодът VD3 се оказва отворен и напрежението на изхода на елемента е приблизително 3 ... 4 V (точка А). Когато напрежението на излъчвателите VT1 започне да се увеличава, тогава транзисторът VT2 започва да се отваря и транзисторът VT3 се затваря плавно (раздел А - Б). По-нататъшното увеличаване на напрежението на входния транзистор води до факта, че транзисторът VT2 се отваря още повече, напрежението при R3 също се увеличава и транзисторът VT4 се отваря. В резултат на това емитерното кръстовище на транзистора VT4 шунтира резистора R3 и транзисторът VT2 рязко се отваря и напрежението на изхода на елемента намалява. В този момент (раздел Б - В) всички транзистори са отворени и в активен режим. Ако продължите да увеличавате входното напрежение, тогава транзисторите VT2 и VT4 ще преминат в режим на насищане (раздел C - D), а транзисторът VT3 ще се затвори и стойността на изходното напрежение ще стане равна на напрежението на насищане на транзистора VT4, а токът ще бъде ограничен от резистора R4.