Энциклопедия радиолюбителя

Рис. 20.1.Условное графическое обозначение логического элемента НЕ (а) и таблица истинности (б)

• Схема совпадения И представляет собой многовходовую схему, на выходе которой сигнал «Y» возникает только при наличии сигналов «x₁, x₂… х_n» одновременно на всех выходах. На рис. 20.2 приведено графическое изображение логического элемента с двумя входами -2И и его таблица истинности. Характерным отличием этого элемента на схемах, является наличие внутри прямоугольника английского знака «&» (английский союз «и» — логическое умножение), в левом верхнем углу.

Рис. 20.2.Условное графическое обозначение логического элемента И (а) и таблица истинности (б)

• Схема сборки ИЛИ — многовходовая схема, сигнал «Y» на выходе которой, появляется при наличии сигнала хотя бы на одном из входов. На рис. 20.3 представлено графическое изображение схемы и ее таблица истинности.

Рис. 20.3.Условное графическое обозначение логического элемента ИЛИ (а) и таблица истинности (б)

Существуют и более сложные логические схемы, представляющие собой соединение нескольких простейших схем. Для запоминания результатов преобразований, которые выполняются логическими схемами применяют элемент памяти — триггер. Его схема имеет два выхода (единичный и нулевой) и несколько входов. Триггер может находиться в одном из возможных состояний: единичном или нулевом. Состояние триггера зависит от вида (1 или 0) дискретного сигнала, поступающего на его вход.

Микросхемы серии 155

Большой популярностью среди радиолюбителей пользуются микросхемы серии 155, которые построены на основе так называемой транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Эта серия включает многовходовые элементы И-НЕ, триггеры, счетчики, дешифраторы, запоминающие устройства и т. д. Напряжение питания микросхем серии 155 составляет 5±0,25 В, которое подается на выводы 14 (+5 В) и 7 (общий провод). При изображении логических элементов на принципиальных схемах подключение к ним источника питания, как правило, не показывают.

Рассмотрим практическое использование в радиоэлектронных конструкциях микросхем серии 155. Наиболее часто в конструкциях используется микросхема К155ЛАЗ. Условное графическое изображение К155ЛАЗ приведено на рис. 20.4.а. В состав микросхемы входит четыре элемента 2И-НЕ, каждый из которых выполняет операцию логического умножения сигналов по двум входам с последующей инверсией результата на выходе. Следует отметить, что логический элемент, входящий в микросхему, может работать отдельно независимо от других, в связи с этим на принципиальных схемах элементы, составляющие микросхему, изображаются отдельно один от другого.

На принципиальных схемах этот факт отмечают в буквенно-цифровом обозначении, например, DD1.1, DD1.2, DD1.3 и DD1.4 (рис. 20.4.б).

Рис. 20.4. Условное графическое изображение интегральной микросхемы К155ЛАЗ:

_{а — без деления на элементы, б — с выделением входящих элементов 2И-НЕ}

Принципиальная схема одного логического элемента дана на рис. 20.5.

Рис. 20.5.Принципиальная схема логического элементов 2И-НЕ, входящего в интегральную микросхему К155ЛАЗ

Как видно из представленной схемы, входящие в нее транзисторы имеют непосредственную связь. В схеме транзистор VT1 имеет два эмиттера и выполняет логическое умножение, VT2 — усиление, VT3 — усиление, a VT4 — инверсию сигнала. Необходимый режим работы транзисторов задается резисторами R1…R4. Диоды VD1…VD3 предназначены для защиты цепей от напряжения обратной полярности. В момент поступления напряжения на один или оба входа логического элемента (выводы 1 и 2), транзистор VT1 открыт. В то время, как транзистор VT2 закрыт, на базу транзистора VT4 поступает напряжение низкого логического уровня, которое закрывает этот транзистор. В то же время, транзистор VT3 открыт, так как напряжение на его базе, наоборот, соответствует уровню логической 1. В итоге на выходе (вывод 3) элемента оказывается напряжение высокого логического уровня и через нагрузку проходит ток. Если подать на оба входа элемента сигнал, соответствующий логической единицы, то транзистор VT1 закроется, a VT2 откроется. Транзисторы VT3 и VT4 переключатся в противоположные состояния, на выходе появится логический 0 и через нагрузку не будет идти ток. Основными параметрами логической микросхемы, состоящей из элементов И-НЕ, являются:

• Напряжение питания U_п.

• Потребляемая от источника питания номинальная мощность Р_ном.

• Пороговое напряжение U_пop переключения логического элемента из одного состояния в другое.