Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

обеспечивает устройствам ЦВМ, построенным на элемен­ тах ДТЛ, высокую помехоустойчивость.

Набор потенциальных элементов ДТЛ обычно сос­ тоит из основного логического клапана И—НЕ или ИЛИ—НЕ с возможностью расширения входной логики, элемента-расширителя И —ИЛИ и триггеров со счетным и установочными входами. Потенциальные элементы ДТЛ

обладают высоким быстродействием, большим коэффи­ циентом объединения по входу, большим нагрузочным коэффициентом, высокой помехозащищенностью и в си­ лу этих причин широко используются в системах логи­ ческих элементов, выполненных с использованием дис-

Т а б л и ц а 3-11

155

кретных радиокомпонентов и на основе гибридной и ин­ тегральной технологии.

Типичные характеристики интегральных логических элементов ДТЛ приводятся в табл. 3-11.

Г . П О Т Е Н Ц И А Л Ь Н Ы Е Э Л Е М Е Н Т Ы Т Р А Н З И С Т О Р Н О -Т Р А Н З И С Т О Р Н О Й Л О Г И К И (ТТЛ )

Схема типового клапана транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) показана на рис. 3-19, а. Основное отли­ чие клапана ТТЛ от клапана ДТЛ состоит в том, что

О

Рис. 3-19. Схема типового клапана ТТЛ (И—ИЛИ—НЕ) (а) и клапана-расширителя входной логики (И—ИЛИ) (б).

156

157

и транзистор Г4 открывается. На входе клапана возника­ ет сигнал логической 1.

Транзистор Г4 выполняет функции коллекторного ре­ зистора с переменным сопротивлением для транзистора Г5. Резистор R4 имеет небольшое сопротивление и слу­ жит для ограничения выходного тока. Активное перек­ лючение транзисторов Г4 и Г5 позволяет клапану ТТЛ работать на большое число нагрузок. Типовой клапан ТТЛ реализует функцию И—НЕ для сигналов логичес­ кой 1, представленных высоким уровнем, или функцию ИЛИ—НЕ для сигналов логической 1, представленных

(«входной логики») по ИЛИ. Логическую функцию та­ кого клапана записывают как И—ИЛИ—НЕ. При под­ ключении к точкам А и В основного клапана ТТЛ точек А' и В' вспомогательного клапана-расширителя (рис. 3-19,6) логическая функция, выполняемая такой схемой, записывается как 2И—ИЛИ—НЕ.

Комплексы потенциальных элементов ТТЛ имеют в своем составе несколько логических элементов. Основ­ ным логическим элементом является клапан И —НЕ (ИЛИ—НЕ) с возможностью расширения группы вхо­ дов по ИЛИ. Кроме того, в состав комплекса входят вспомогательный расширитель и триггеры.

Д . П О Т Е Н Ц И А Л Ь Н Ы Е Э Л Е М Е Н Т Ы Т Р А Н З И С Т О Р Н О Й Л О Г И К И С Э М И Т Т Е Р Н Ы М И С В Я З Я М И (Т Л Э С )

Быстродействие всех рассмотренных ранее логичес­ ких элементов ограничено временными задержками, ко­ торые вызваны процессами накопления неосновных носи­ телей в базах транзисторов, работающих в режиме на­ сыщения. Существенно большее быстродействие имеют цифровые схемы транзисторной логики с эмиттерными связями (ТЛЭС), в которых транзисторы при работе не входят в насыщение. Элементы ТЛЭС работают по прин­ ципу переключения токов при малых изменениях вход­ ных напряжений. Вследствие этого элементы ТЛЭС час­ то носят название логических схем с переключателями тока.

Простейшая схема ТЛЭС (переключатель тока) по­ казана на рис. 3-20, а и состоит из двух транзисторов Т\

158

и ?2 с общим эмиттерным резистором Ra. База тран­ зистора Т2 заземлена. Входом логического элемента ТЛЭС является база транзистора Ть на которую пода-

|Зі/ха д ?

_j~“бі/яод .?

Рис. 3-20. Схема переключателя тока (а) и схема трехвхо­ дового типового клапана ТЛЭС (б).

ется сигнал, принимающий симметричные значения от­ носительно потенциала «земля». Схема ТЛЭС имеет два выхода с коллекторов.транзисторов Ті (инвертор) и Т2 (повторитель), сигналы на которых имеют парафазный характер, так как в зависимости от полярности входного напряжения открытым оказывается только один тран­ зистор. Транзистор Т1 открывается при поступлении на его базу сигнала -f £/і, а транзистор Т2 открывается в том случае, если на базу транзистора Т\ поступил сиг­ нал —и 0.

159

Принципиальная схема типового клапана интеграль­ ной системы элементов ТЛЭС показана на рис. 3-20,6.

Схема состоит из двух переключателей тока, первый из которых образуется транзисторами Т3, ТА и Т5 с об­ щими коллекторами и эмиттерами, а второй построен на

среднее значение между уровнями напряжения логичес­ кого 0 и логической 1. Если все входы элемента ТЛЭС имеют низкий потенциал логического 0, то транзистор Т6 открыт. Если на любой вход или на несколько входов элемента ТЛЭС поступает высокий уровень логической 1, то транзистор Т6 закрыт, а работает первый переклю­ чатель тока. Выходные сигналы клапана ТЛЭС снима­ ют с змиттерных повторителей (образованных транзис­

что обеспечивается условие равенства уровней входных и выходных сигналов.

Типовой клапан ТЛЭС (рис. 3-20,6) реализует по прямому и инверсному выходу следующие логические операции:

Выхі = ВхЬВх2ВхЗ = Вхі V Вх2\/ВхЗ;

Вых2 = Bxl -Bx2-Bx3.

Число логических входов клапана ТЛЭС может быть увеличено путем подсоединения к точкам А и В транзис­ торов с общими коллекторами и эмиттерами.

160