Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987) (1092081), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Глава 4 ~178 Рис 4.2Е Инверхор для реализации функции НЕ, 4.11. Неиспользуемые входы в схемах И-НЕ и ИЛИ-НЕ В случае схемы И-НЕ при положительной логике неиспользуемый вход следует присоединить через резистор с сопротив.лением 1 кОм к шине напряжения питания (+5 В). 1(роме того, Рис.
4.22. Способы присоединения неиспользуемых входов схемы И-НЕ. .неиспользуемый вход можно соединить с другим входом, на который подается сигнал. Оба варианта показаны на рис. 4.22. Неиспользуемые входы нн в коем случае нельзя соединять с .землей, так как схема И-НЕ при положительной логике ведет себя как функция ИЛИ-НЕ для сигналов низкого уровня. Сиг- 179 Семейства логических схем нал низкого уровня на входе здесь означает, что выходное напряжение схемы всегда будет иметь высокий уровень, что лишено смысла. В случае схемы ИЛИ-НЕ мы должны присоединять неиспользуемый вход к земле или же ко входу, на который подан сигнал.
Оба варианта представлены на рис. 4.23. Соединение между собой входов схем ИЛИ-НЕ при положительной логике означает двойную нагрузку для управляющей цепи. Об этом нужно всегда помнить! Я . >1 дйукиу у > 1 асккгксу км 6 йкйгу и й Рнс. 4.23. Способы прнсоедппеннн нспсполвауемых входон схемы 1!У!1!-НЕ. Присоединяя неиспользуемый вход к точке +5 В, мы постоянно подаем на вход напряжение высокого уровня. В этом случае на выходе постоянно присутствует напряжение низкого уровня, что, конечно же, неприемлемо. Неиспользуемый вход схемы ИЛИ-НЕ ие разрешается присоединять к точке +5 В или оставлять открытым, т.
е. в «подвешенпомв состоянии. 4.12. Короткие замыкания выхода схем относительно земли и положительного напряжения питания Короткое замыкание выхода па землю разрешается для ТТЛ-схем как с каскадным выходом, так и с выходом типа открытого коллектора. Подсоединение выхода схемы к шине питания приводит к пагубным последствиям, если выходной транзистор, который присоединен к земле, управляется в насыщенном режиме. Последнее имеет место в том случае, когда в схеме И-НЕ на все входы подается напряжение высокого уровня или же в схеме ИЛИ-НЕ это напряжение 1юдается на один или несколько ныходов одновременно. Необходимо придерживаться следующего правила: никогда пе замыкать выход схемы па шину +5 В, особенно для схем с открытым коллектором.
В таком режиме верхний транзистор каскадного выхода начинает рассеивать слишком большую мощность, что приводит к нагреванию корпуса Р1Р'Е Итак, короткое замыкание па шину +5 В не рекомендуется. Замыкание на землю допускается. " Корпус 01Р 1бпа! 1п !1пе расхаяе) — корпус с двухрндным расположением выводов. — Н рики рго. Глава 4 4.13. Напряжение питания Фирмы-изготовители не рекомендуют использовать напряжение питания выше +7 В. Оно не должно превышать +5 В+. .~- 5%. Известно, что диод база — эмиттер входного транзистора пробивается, если напряжение запирания многоэмиттерного входа превышает -7 В. По этой причине разность напряжений между двумя многоэмиттерными входами не должна превышать 5,5 В, 4.14.
Заземления и развязки по напряжению питания Заземления осуществляются с помощью широких шин в печатных схемах или с помощью толстого провода в экспериментальных рабочих схемах. Если имеется свободное пространство, земляные шины рекомендуется соединять параллельно. Шина напряжения питания развязывается с помощью конденсатора емкостью 0,1 мкФ.
Этот способ обеспечивает подавление паразитных связей, возникающих между схемами через линии питания. Сигнальные соединения между двумя печатными платами выполняются с помощью скрученных пар. Заземляющий провод соединяется непосредственно с выводом заземления корпуса МР. 4.15. Стандартные ТТЛ-схемы И-НЕ, ИЛИ-НЕ и НЕ В одном корпусе О1Р можно разместить несколько схем И-НЕ, ИЛИ-НЕ и НЕ (рис. 4.24а и 4.246). В настоящее время всеми фирмами — изготовителями ТТЛ поставляются стандартные схемы И-НЕ и ИЛИ-НЕ с двумя, тремя, четырьмя и восемью входами, приходящимися на одну логическую функцию.
Это позволяет выбрать варианты, необходимые для реализации конкретных логических схем. Одной из подобных схем, которая стоит недорого и с помощью которой можно провести интересные исследования, является ИС ЯН7400Я. В пластиковом корпусе этой ИС находятся 4 схемы И-НЕ, каждая с двумя входами. Схемы И-НЕ имеют коэффициенты разветвления по выходу, равные 10, и питаются напряжением +5 В. В справочниках европейских и американских фирм-изготовителей схема ЗМ7400г4 называется «счетверенным вентилем И-НЕ с двумя входами и положительной логикой».
Аналогичной ИС, но с открытым коллектором на выходе, является схема ЗМ7401М. Как уже говорилось выше, эти схемы И-НЕ не имеют каскадного выхода, однако содержат пе- сс 'сс чсс сио счо сио 7410/741.510 сс с ос с чсс счо счо 74с5133 7430774С530 чсс "сс счо очо счо 7465260 а 74277741.527 Рис.
4.24а. Стандартные ТТЛ-схемы И-НЕ, ИЛИ-НЕ и НЕ по спецификапии пп! ирес. рос — нянряжевяе нитяная: ПМР— общий вывод (земля)1 МС вЂ” не иодсоединено. 74ХХ/74Х5ХХ ХХ: 04, 06, 14 74ХХП41.5ХХ ХХ. 13, 20. 22, 40 74ХХ174Х5ХХ хх. ог, л, зз 74ХХ/7415ХХ ХХ. ОО, 03, 26, 37, 38 ИКа670 7400/742600 140К12605 7 4Л- 6 76 74ДКЩ 620 74767742676 740777426И.
Е аl 74БУ742 627 Рис. 4.246. Стандартные ТТЛ-скемы И-НЕ, ИЛИ-НЕ и НЕ по спецификации МЭК. Ч7~ ~6 О~р~, 6 — П— 0, 70 — П— 76, 62 бган/ 6Д ,чи70 о 0 Н о т466/742Д26 ~~ оо~ 2 т2 ГГЗ~ 6 У ~~о~ 6 Н~~70 740АЯ2606 2 Д 6~ Г~ б' аД~ — ' а~~~ —" г Д-~ 70~'Я— д Е Гт /т 2 6 и Яа Ь~, 6' 183 Семейства логииеских схем реключающий транзистор, который включен между выходом и землей, что позволяет реализовать функцию МОНТАЖНОЕ ИЛИ. 4А 6. Трехуровневая логика В цифровой технике часто используется логическая функция МОНТАЖНОЕ ИЛИ (благодаря простоте ее реализации).
Эта функция показана на рис. 4.25. Видно, что, если при положительной логике на А или В или на оба ~входа подано напряжение высокого уровня, на выходе появится напряжение низкого уровня. Если на входы А и В этой схемы поданы сигналы низкого уровня, на выходе появится сигнал высокого уровня. При каскадном выходе функция МОНТАЖНОЕ ИЛИ не реализуется, потому что если на одном из выходов появляется напряжение низкого уровня, то увеличивается ток через верхний транзистор другого каскада. Этот каскад, находящийся в проводящем состоянии, препятствует появлению напряжения низкого уровня (~) на втором выходе, когда на вход такой схемы И-НЕ агвана Рис 428 Функция МОНТАЖНОЕ ИЛИ и ее символ по спецификации МЭК.
илн пнвертора подается напряжение высокого уровня (Н) (рис. 4.26). По этим причинам стандартная серия 74 содержит ТТЛ-схемы с открытым коллектором, т. е, коллектор последнего транзистора выведен наружу. Выходная цепь не является каскадной, а состоит из одного транзистора с заземленным эмиттером.
К схеме можно подключить снаружи резистор нагрузки или любую другую нагрузку. Таким образом, схемы с открытым коллектором являются «ИЛИ-подобными» по выходу. Если длинная сигнальная линия или скрученная пара проводов не нагружена на волновое сопротивление, как в случае кас- 184 Глава 4 кадного выхода, то применение резистора нагрузки приводит к уменьшению крутизны фронта импульса, во всяком случае при сопротивлении нагрузки, превышающем 110 Ом. Каскадный выход необходим прежде всего при передаче сигналов (данных и команд) между цифровыми схемами, находящимися на больших расстояниях друг от друга (например, в ЭВМ между центральным процессором и ОЗУ), так как прн этом используются относительно длинные линии связи, требуюРис.
4.26. Схема МОНТАЖНОЕ ИЛИ с двумя каскадными выходами. Наличие тока, протекающего из точки Гтв на землю, означает, что состояние выхода неопределенно, так что эта схема непригодна. Кроме того, короткое замыка- ние по истечении некоторого времени разрушает одну из этих цепей. щие применения согласованной нагрузки. Кроме того, при таком способе передачи данных к одной шине могут быть подключены несколько элементов, при этом сигнальные линии используются в режиме двусторонней связи, поэтому неиспользуемые выходы могут оставаться в «подвешенном» состоянии.
Шина имеет здесь то же назначение, что и маршрутный автобус, в который пассажиры садятся и, проехав некоторое расстояние, выходят из него по собственному желанию. Очевидно, что в схемах обработки информации параллельно должна существовать возможность подключения к сигнальной линии связи большого числа каскадных выходов, которые выполняют роль источников информации. Одновременно к этой линии связи присоединяется ряд ТТЛ-схем, предназначенных для приема информации (рис.
4.27). В структуре не допускается, чтобы каскадные выходы, которые не используются для передачи сигналов, замыкали магистраль на землю или на шину питания (лв. Для таких магистральных структур разработаны специальные ТТЛ-передатчики, которые кроме Н- и Ь-со- 1во Селсейсгво логических схем ттгугинлнань Ю%7НЙ7 1'УНН4! Рас. 4.2?. Магистраль с линиями передачи даннмх и команд.
стояний имеют еще одно состояние, когда выход изолируется по отношению к земле и к шине питания («подвешенный» выход). Такие схемы относятся к трехуровневой логике. На рис. 4.28 приведена трехуровневая ТТЛ-схема. Если на управляющий вход подано напряжение высокого уровня, на выходе транзистора Т7 появляется напряжение низкого уровня и ТЗ становится неуправляемым. В результате ТЗ и Т4 запирают- ссупгУ аН Нндадлу в,гсеу Рис.
4.28, Трехуровневая логика. а — схема; б — символ '7 па вмходе означает «трехуровневый вмход» (по спецвфнпацвн мэК1. 186 Глава 4 ся. Кроме того, один из эмиттеров входного транзистора заземлен, поэтому Т2 и Т8 становятся неуправляемыми и Т8 переходит также в запертое состояние. Выход схемы «повисает», будучи изолированным как от Ув, так и от земляной шины (ток утечки в этом состоянии не превышает 40 мкА). Если же мы подаем на управляющий вход напряжение низкого уровня, верхняя ТТЛ-схема освобождается для приема информации. При этом Т7 запирается.
Трехуровневые ТТЛ-схемы отличаются от схем стандартной ТТЛ-серин и в других отношениях. В частности, они обеспечивают большую управляемую мощность на выходе и позволяют подключать параллельно до 128 выходов при коэффициенте разветвления по выходу, равном 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
