Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 177
Скачиваний: 2
Возможность подключения к выходу транзисторного ключа входов нескольких управляемых ключевых схем определяется его нагрузочной способностью. Чем выше нагрузочная способность, т. е. чем большее число входов управляемых ключей может быть подключено к выходу
управляющего ключа, тем шире возможности |
использо |
|||||
вания ключа при построении логических схем. |
|
|
||||
|
Для повышения коэффициента усиления р, а следо |
|||||
вательно, и 'нагрузочной 'способности ключа |
в схему |
клю |
||||
ча |
последовательно включают два |
транзистора — |
7\ и |
|||
Т2 |
(рис. 2.16). В этом случае эмиттерный ток |
транзисто |
||||
ра |
Ti является током базы транзистора Т% а |
коэффици |
||||
ент |
усиления каскада |30 равен: |
p 0 |
~ P i p 2 , |
т. |
е. |
может |
иметь значения сотен или тысяч |
при значениях |
pi и (32 по |
рядка нескольких десятков. При поступлении на ключ
входного с пинал а низкого |
уровня Е2= |
\ 'Uwl |
\ ~0 |
оба |
тран |
||
|
г |
* |
зистора |
будут |
заперты: |
||
|
транзистор |
Г| |
падением |
||||
|
напряжения |
на |
диоде |
Д, |
|||
1 |
кА |
|
а Т2 падением |
напряже |
|||
LJ |
|
||||||
|
ния па |
/?2, обусловленных |
|||||
|
|
|
Iтоком, протекающим по цепи: + Е6—Ri—Д—Rz—
|
д |
|
— ( — Ее) . При подаче на |
|||||
|
|
вход |
7"| сигнала |
высокого |
||||
|
|
|
уровня Е\та—£,(, |
потен |
||||
|
|
|
циал в точке А становит |
|||||
|
|
• |
ся |
отрицательным, |
диод |
|||
Рис. |
2.16. |
Схема ключа |
на состав Д |
запирается, а |
транзи |
|||
ном транзисторе |
стор |
7, |
открывается, |
|||||
|
|
|
что, |
в свою очередь, |
при |
|||
водит |
к |
отпиранию |
транзистора |
Т2. |
Обычно |
транзистор |
7'2 выбирается более мощным. При этом условии тепло
вой ток |
коллекторной |
цепи |
составного транзистора |
/ К о с ~ / к о 2 - |
Вследствие |
этого |
отношение / К О с / Р с У состав |
ного транзистора меньше, чем соответствующее отноше ние у отдельных транзисторов, и в этом смысле приме нение составного транзистора для построения ключей более эффективно.
§ 2.4. У Н И В Е Р С А Л Ь Н Ы Е ЛОГИЧЕСКИЕ Э Л Е М Е Н Т Ы И И Х К Л А С С И Ф И К А Ц И Я
Операции логического умножения и логического сло жения реализуются простейшими переключательными
60
схемами — многовходовыми диодно-резистивными клю чами, а третья логическая операция—инверсия или ло гическое отрицание (НЕ) — реализуется посредством транзисторных ключей. Таким образом, используя элект ронные ключи, можно построить любое сколь угодно сложное переключающее устройство.
Учитывая свойство обратимости логических схем И и ИЛИ, для построения переключательных схем достаточ но использовать только два логических элемента из трех основных, а именно: элементы И и Н Е или ' элементы ИЛИ и НЕ. Каждую пару указанных элементов можно объединить и получить универсальный логический эле мент, при помощи 'которого можно построить любую пе
реключательную цепь. Универсальный |
элемент И — Н Е |
на два входа (рис. 2.17а) описывается |
структурной фор- |
Рис. 2.17. Схемы универсальных логических элемен тов
мулой Y=XiX2 и работает в соответствии с табл. 2.8, а универсальный элемент И Л И — Н Е иа два входа (рис. 2.176) описывается структурной формулой Y=Xi + X2 и работает в соответствии с табл. 2:9. Условное обозначе ние универсальных элементов, используемое при начер тании функциональных схем, показано на рис. 2.17s и г. Здесь и далее используются обозначения рис. 2.\7в.
В общем случае при наличии п входов структурные
формулы универсальных элементов И — Н Е и |
И Л И — Н Е |
|||||
соответственно имеют вид: |
|
|
|
|
||
|
У = |
ХгХ2Х3 |
• . -Х-п, |
|
(2.47)4 |
|
Y |
= Хг + |
Х2 + Х3+ |
• . - + Хп. |
. |
(2.48) |
|
') Функцию |
(2.47) иногда называют функцией Шефнера (штрих |
|||||
Ш е ф н е р а ) , а |
функцию |
(2.48)—стрел-кой |
П и ip с а. Элементы реа |
|||
лизуйте указанные операции, называют |
соответственно |
элементом |
||||
Ш е ф н е р а и элементом П и р с а, |
|
|
|
|
01
В зависимости от структуры связи между логически ми элементами и способа построения схем И и И Л И раз личают следующие виды универсальных логических эле
ментов: транзисторные |
с |
непосредственными |
связями, |
|||
Т А Б Л И Ц А |
2.S |
|
Т А Б Л И Ц А |
2.9 |
||
х, |
х2 |
У |
|
х, |
А', |
Y |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
диодно-транзисторные |
и |
транзисторно-транзисторные. |
||||
При помощи этих универсальных элементов, |
используе |
мых для построения переключательных схем, образуются системы транзисторной логики с непосредственными свя
зями ( Т Л Н С ) , диодно-транзисторной |
логики |
( Д Т Л ) и |
|
транзисторно-транзисторной логики |
( Т Т Л ) . |
|
|
На рис. 2.18а и б представлены схемы универсального |
|||
транзисторного элемента с |
непосредственными связями |
||
на два входа, являющиеся |
схемой И Л И — Н Е |
для сигна- |
|
Рис. |
2.18. |
Схемы универсальных |
элементов |
|
|
|
|
И Л И — Н Е |
с непосредственными |
связями |
|
|
||
лов высокого уровня Е^—£„ |
и схемой И — Н Е |
для |
сиг |
||||
налов |
низкого |
уровня £ 2 ~ 0 - Если на Вх\ и Вх2 |
элемента |
||||
поданы низкие |
уровни входного |
сигнала ( £ / B x ~ 0 ) , |
то |
||||
оба транзистора будут заперты |
и выходной сигнал будет |
||||||
иметь |
высокий |
уровень (UBblxzz—Ек). |
При поступлении |
||||
хотя |
бы на |
один вход сигнала |
высокого уровня, обеспе- |
62
чивающего насыщение транзистора (\<Unx| > | {Убп|), по |
|
следний откроется н выходной сигнал примет |
значение |
^ в и х = £ Л ш ~ 0 . Параметры схемы универсального |
элемен |
та следует выбирать так, чтобы выполнялись условия на дежного запирания последующего транзистора при от крытом (насыщенном) предыдущем и насыщение после дующего при запертом предыдущем.
В качестве примера, поясняющего использование универсальных транзисторных элементов с НС для по строения переключательных схем, на рис. 2.19 приведена
Рис._2.19. Схемы устройства, реализующего операцию y = i ( X , + X l ) • ( Х , + Х 2 ) на элементах И Л И — Н Е
функциональная схема устройства, реализующего опера цию «отрицание равнозначности». Основное преимущест во элементов ТЛНС — их простота. К недостаткам сле дует отнести: зависимость устойчивости работы от раз броса характеристик транзисторов и их температурных изменений, сравнительно небольшое быстродействие, обусловленное работой транзисторов в режиме глубокого насыщения.
На рис. 2.20а приведена схема универсального диод- но-транзисторного элемента, образованного соединением многовходового диодного ключа, реализующего опера цию И для сигналов высокого уровня, с транзисторным ключом, выполняющим функцию инвертора НЕ . Такой элемент реализует операцию И — НЕ . Он обладает более высоким быстродействием и имеет большее число входов, чем транзисторный элемент (рис. 2Л8), и поэтому чаще применяется на практике.
Рассмотрим физику работы схемы рис. 2.20а. Пара метры схемы RIT R, RQ И +Е5 выбираются так, чтобы обеспечивалось надежное запирание и открывание (на сыщение) транзистора Т2 в зависимости от значений входных сигналов. Если на все четыре входа диодного
63
ключа подаются сигналы высокого уровня Ёж—£к |
с че |
тырех запертых транзисторов (на схеме рис. 2.20а |
пока |
зан только одни — Т \ ) , то на базу транзистора То подает ся отрицательный потенциал, обеспечивающий насыще ние транзистора. Как только хотя бы один из управляю щих транзисторов перейдет в состояние 0 и на один из
Рис. 2.20. Схемы |
днодно-траиэисториого |
элемента И — Н Е |
|
|||
входов |
диодного |
ключа будет подан |
сигнал |
низкого |
||
уровня |
£ 2 = | £ Л ш | ~ 0 , |
отрицательный |
потенциал |
в |
точ |
|
ке А уменьшится |
и на |
базу транзистора Т2 поступит |
не |
большое положительное напряжение, надежно запираю щее его.
Пользуясь эквивалентной схемой рис. 2.206, получим следующие условия запирания транзистора Tz:
U63=E6~IR6>Ut |
бэз> |
l=h |
R |
|
|
|
|
откуда |
|
|
Re |
|
|
|
|
ибз= |
|
|
ип |
|
|
> U6S1, |
|
|
|
|
R |
6 4