Invertorlar - 2-ma’ruza mavzu: Mantiqiy elementlar Reja: Mantiqiy elementlar. Invertorlar. Takrorlovchilar va buferlar

2. Invertorlar.
Eng sodda mantiqiy element – bu invertor (YО‘Q mantiqiy elementi, логический элемент НE, invertor). Invertor eng oddiy funksiyani bajaradi – invertlash, yaʻni kirish signalni teskarisiga о‘zgartiradi va u faqat bitta kirish va bitta chiqishga ega bо‘ladi. Invertorning chiqishi 2S yoki OK turida bо‘lishi mumkin. 3.1-chizmada invertorning Rossiya va boshqa davlatlarda qabul qilingan shartli grafik belgilanish variantlari keltirilgan, 3.1 jadvalda invertorning chinlik jadvali berilgan.
3.1 jadval. Invertorning chinlik jadvali.
3.1-chizma. Invertorning shartli grafik belgilanishi: chet el (chapda) va Rossiya belgilanishlari.
Odatda mikrosxemaning bitta g‘ilofida oltita invertor bо‘ladi. Rossiyada ishlab chiqarilgan invertor mikrosxemasining belgilanishi – “LN”. Masalan: KР1533ЛН1 (SN74ALS04) – 2С chiqishli oltita invertor, KР1533ЛН2 (SN74ALS04) – OK chiqishli oltita invertor. Shuningdek OK chiqishli va xamda chiqish toki oshirilgan (ЛН4) va hamda chiqish kuchlanishi oshirilgan (ЛН3, ЛН5) invertorlari mavjud. OK chiqishli invertorlar uchun chiqish yuklama qarshiligini pull-up ulash zarurdir. Uning minimal kattaligini juda oson hisoblash mumkun: R U/ , bu yerda U – ma’nba kuchlanishi, unga qarshilik ulanadi. Odatda qarshilik kattaligi yuzlab Om dan kOm gacha tanlanadi.
Invertorni ikkita asosiy soxada qо‘llaniladi – bu signal qutbini о‘zgartirish va signal frontini о‘zgartirish (3.2-chizma). Yaʻni musbat kirish signalidan invertor ma’nfiy chiqish signalini hosil qiladi va aksi, kirish signalining musbat frontini manfiy chiqish signaliga о‘zgartiradi va aksini ham amalga oshiradi. Invertorning yana bitta muxim tatbiqi mavjut – signalni buferlash (inversiyalab), yaʻni signalni yuklama xususiyatini oshirish. Bu signal ma’nbaidagi chiqish toki kam bо‘lgan taqdirda qaysidir signalni kо‘p kirishlarga berish kerak bо‘lgan holda zarurdir.
3.2-chizma. Signal qutibining va signal front qutibining inversiyasi (teskarisi).
Aynan invertor eng oddiy element bо‘lganligi uchun boshqa elementlarga qaraganda nostandart ulanishlarda ishlatiladi. Masalan, invertorlarni odatda tо‘g‘ri burchakli impulslar generatori sxemalarida qо‘llaniladi (3.3-chizma), ularning chiqish signallari davriy ravishda nol qiymatdan birga va teskarisiga о‘zgarib turadi. Barcha keltirilgan sxemalar, d sxemada keltirilganidan tashqari, K155ЛН1 elementida bajarilgan, lekin boshqa seriyadagi invertorlarda ham bu sxemani bajarish mumkin faqat qarshilikning qiymatini mos ravishda о‘zgartirib. Masalan, K555 seriyasi uchun qarshiliklar qiymati taxminan uch hissa ortadi. d sxema KР531ЛН1 elementida amalga oshirilgan, chunki u invertordan katta tezlikni talab etadi.
3.3-chizma. Invertordagi impuls generotorlarining xsemalari.
a, b va d sxemalar RC-generatori bо‘lib, ularning kо‘rsatgichlarini (chiqish chastotasi, impuls davri) faqat taxminan hisoblash mumkin. a va b sxemalar uchun qarshilikning va sig‘imning kо‘rsatilgan qiymatlarida generator chastotasi 100 kGs ni tashkil etadi, v sxemasi uchun esa – 1 MGs atrofida bо‘ladi. Bu sxemalarni faqat chastotaning turg‘unligi uncha muxim bо‘lmagan taqdirda foydalanish tavsiya etiladi, muximi esa impuls hosil bо‘lish faktidir. Agarda chastotani aniq qiymati muxim bо‘lgan taqdirda g va d sxemalarini ishlatish tavsiya etiladi, ularda signalning chiqish chastotasi faqat kvarsli rezonatorning kо‘rsatgichlari bilan aniqlanadi. g sxemani kvarsli rezonator uchun ishlatiladi, u birinchi (asosiy) garmonikada ishlaydi. Sig‘im qiymatini quyidagi ifoda bilan baholash mumkin:
S 1/(2RF),
Bu yerda F – impuls hosil qilish chastotasi. d sxema garmonik kvarsli rezonatorlar uchun tadbiq etiladi, ular asosiydan 3, 5, 7 marta kо‘p chastotada ishlaydilar (bu 20 MGs chastotadan yuqori chastota kerak bо‘lganda ishlatiladi).
Invertorlar shuningdek signalning ushlanishini hosil qilish zarur bо‘lganda, tо‘g‘ri uncha katta bо‘lmagan, ishlatiladi (5 dan 100 ns). Bunday ushlanishni hosil qilish uchun kerakli sondagi invertorlarni ketma-ket ulanadi (3.4-chizma, yuqoridagi sxema). Ushlanish vaqtining jami, masalan, tо‘rtta invertor uchun quyidagi ifoda bо‘yicha baholash mumkin:
= 2 + 2
Tо‘g‘ri, hisobga olish kerakki, odatda elementning real ushlanishi jiddiy kam ekan (ba’zida hatto ikki hissa), va kо‘rsatgichlarni jadvaldagi qiymatiga qaraganda. Yaʻni olinadigan ushlanishning aniq qiymati haqida fikir bо‘lishi mumkin emas albatta, uni faqat taxminan baholash mumkin.
3.4-chizma. Invertorni signallarni ushlash uchun ishlatilishi.
Signalni ushlanishini hosil qilishda shuningdek sig‘im ham ishlatiladi (3.4-chizma, pastdagi ikkita sxema). Bunda ushlanish sig‘imning sekin zaryadlanish va razryadlanish hisobiga hosil bо‘ladi (sig‘imdagi kuchlanish - ). Qarshiliksiz sxema (chizmada pastda chapdagisi) 100 ns atrofida ushlanish xosil qiladi. Qarshilikli sxema (chizmada pastda о‘ngdagisi) qarshilik qiymati yuzlab Om atrofida bо‘lishi kerak. Ammo, bunday sig‘imli sxemalarni tanlashda hisobga olish kerakki, mikrosxemalarning ba’zi biri (masalan, KР1533) kirish signallarining chо‘zilgan frontlari bilan yomon ishlaydi. Undan tashqari, hisobga olish kerakki, sxemadagi vaqt beruvchi sig‘im soni sxema yaratuvchining mahorat darajasiga teskari proporsionaldir.
3.5-chizma. YOKI-YО‘Q funksiyasini amalga oshirish uchun OK li invertorlar chiqishini birlashtirish.
Nihoyasida, lekin faqat OK chiqishli invertor asosida “Simli YOKI” deb nomlanuvchi elementlarni qurishdagi yana bitta tatbiqi. Buning uchun bir necha invertorlarning OK chiqishlari bilan birlashtiriladi va qarshilik orqali ma’nbaga ulanadi (3.5-chizma). Sxemaning chiqishi bо‘lib barcha elementlarning birlashtirilgan chiqishlari xizmat qiladi. Bundek konstruksiya YOKI – YО‘Q mantiqiy funksiyani bajaradi, yaʻni chiqishda mantiqiy bir signali hosil bо‘ladi, qachonki faqat barcha kirishlarida mantiqiy nol bо‘lganda. Lekin, mantiqiy funksiyalar haqida batafsil 3.3 bо‘limda fikr yuritiladi.
Bо‘lim xulosasida qayd qilib о‘tish kerakki, signalning inversiyasi ancha murakkab mantiqiy sxemalar ichida va shuningdek murakkab funksiyalarni bajaruvchi raqamli mikrosxemalarning ichida ham qо‘llaniladi.
|