Логические элементы

Для своевременного подключения и отключения необходимого оборудования в целях поддержания режимов технологических процессов необходимо принимать те или иные решения в зависимости от конкретных условий.

Если наличие или отсутствие каждого условия отождествлять с напряжением электрического сигнала различного уровня, то принятие решения можно осуществить при помощи цифровых устройств на основе логических элементов. Такие устройства реализуют логическое преобразование совокупности сигналов об условиях работы в совокупность сигналов управления технологическим процессом.

В зависимости от схемотехнической реализации логических элементов сигналы на их входах и выходах имеют либо отличное от нуля напряжение (положительное или отрицательное), либо напряжение, близкое к нулю, которое принято условно отождествлять с логической единицей и нулем. При этом работу логического элемента можно описать зависимостью логического значения выходного сигнала F от совокупности логических значений входных сигналов х. такую зависимость принято представлять таблицей истинности.

Можно доказать, что для любых логических преобразований достаточно иметь три элементарных логических элемента, выполняющих операции: логическое отрицание (логическое НЕ), логическое сложение ИЛИ) и логическое умножение (логическое И).

Логический элемент НЕ (инвертор) реализует логическую функцию:

Логический элемент ИЛИ (дизъюнктор) на два входа

или

Логический элемент И (конъюктор) на два входа

или

Их условные обозначения, временные диаграммы работы и таблицы истинности приведены на рисунках 33-35 соответственно.

а – условное обозначение; б – временная диаграмма; в – таблица истинности.

Рисунок 33 – Логический элемент НЕ

а – условное обозначение; б – временная диаграмма; в – таблица истинности.

Рисунок 34 – Логический элемент ИЛИ

а – условное обозначение; б – временная диаграмма; в – таблица истинности.

Рисунок 35 – Логический элемент И

Рабочие свойства логических элементов определяет ряд параметров:

- быстродействие – время задержки между сменой состояний входного и выходного сигналов;

- нагрузочная способность или коэффициент разветвления – число входов, которые можно подключить к одному выходу;

- помехоустойчивость – максимально допустимый уровень напряжения помехи, не вызывающий ложного переключения;

- степень генерирования помех – интенсивность колебаний тока при переключении элементов;

- мощность рассеяния – мощность потерь энергии в элементах.