Исследуемые логические элементы

4.5 Сводка основных формул (методики расчета)

Используемые для обработки цифровых сигналов устройства называются логическими элементами. Для их идентификации используются логические символы "0" и "1", а для описания их свойств используется переключательные функции аппарата алгебры логики.

Логические элементы вместе с запоминающими элементами составляют основу устройств цифровой (дискретной) обработки информации – вычислительных машин, цифровых измерительных приборов, сотовых телефонов и другой современной радио, фото и телевизионной аппаратуры.

В электронных устройствах логическому состоянию "0" соответствует низкий уровень потенциала (сигнала нет), логическому состоянию "1" – высокий уровень потенциала (сигнал подан).

Практический интерес представляют следующие выражения логических функций, например, для двух переменных х₁ и х₂:

1) логическое умножение (функция "И" или дизъюнкция) – сигнал на выходе логического элемента у появляется тогда, когда одновременно есть сигналы на входах х₁, х₂:

2) логическое сложение (функция "ИЛИ" или конъюнкция) – сигнал на выходе у логического элемента появляется тогда, когда имеется сигнал хотя бы на одном из входов х₁ или х₂:

3) логическое отрицание (функция "НЕ" или инверсия) – сигнал на выходе y логического элемента имеется только при отсутствии сигнала на входе x:

4) штрих Шеффера(функция "И-НЕ") – сигнал на выходе у логического элемента отсутствует тогда, когда одновременно есть сигналы на входах х₁ и х₂:

5) стрелка Пирса (функция "ИЛИ-НЕ") – сигнал на выходе y логического элемента отсутствует только тогда, когда имеется сигнал хотя бы на одном из входов, или на обоих одновременно:

Основу электросхем логических элементов составляют резисторы, диоды и транзисторы. В аппаратуре логические элементы выполняются на интегральных микросхемах (ИС), которые в свою очередь монтируются на печатных платах (см. рис. 4.2).

В зависимости от состава элементов, образующих конструкцию логических микросхем, последние подразделяются на следующие типы:

- ДТЛ-элементы (диодно-транзисторная логика);

- ТТЛ-элементы (транзисторно-транзисторная логика).

На основе полевых транзисторов широкое применение получили логические микросхемы типов:

- МОП-элементы (полевые транзисторы с изолированным затвором);

- КМОП-элементы (полевые транзисторы с каналами n– и p–типа);

- ЭСЛ-элементы (эмиттерно-связанная логика);

- И²Л-элементы (интегрально-инжекционная логика).

Независимо от используемого типа логических микросхем в принципиальных схемах электроники используются стандартные их условные графические обозначения (УГО), которые приведены в таблице 4.2.

Рис. 4.3. Фрагмент печатной платы с микросхемами

Таблица 4.8