05.06.14

Что такое логические элементы? Понятие о логических элементах

Внедрение частичной и полной комплексной автоматизации на судах привело к широкому использованию вычислительной техники для управления энергетическими установками и судном в целом. В судовых автоматических системах в основном используют контуры дискретного действия, в которых сигналы могут принимать только два значения: максимальное и минимальное (или «включено» и «выключено»). Для цепей управления, сравнения в вычислительных устройствах и других системах автоматики широко применяют логические схемы, которые анализируются известными методами математической логики.

Логические схемы могут быть собраны на любых элементах с двумя устойчивыми состояниями: электромагнитных реле, электронных лампах, полупроводниках, диодах, транзисторах, магнитных элементах и т. д.

В зависимости от того, какие элементы использованы в логической схеме, различают логику релейную, диодную, транзисторную, магнитную.

Широко применяют комбинированные схемы: диоднотранзисторную и транзисторно-транзисторную логику. К основным логическим схемам, при помощи которых выполняются логические операции, относятся схемы «И», «ИЛИ», «НЕ», а также их различные комбинации типа «НЕ—ИЛИ», «НЕ—И», «ИЛИ» с исключением и др.

Схема «И»

Схема «И» выдает выходной сигнал только в том случае, если на все ее входы будут одновременно поданы входные сигналы, и выполняет операции логического умножения: 0*0=0; 0*1 = 0; 1*0 = 0; 1*1 = 1, т. е. все действия умножения в двоичной системе для любого числа входных сигналов.

На рис. 1 представлены схемы: функциональная (а); на реле (б); на диодах для положительных (в) и отрицательных (г) сигналов; на транзисторах (д).

Схема логического звена «И»
Рис.1. Схема логического звена «И»

Схема элемента «ИЛИ»

Схема элемента «ИЛИ» обеспечивает получение сигнала на выходе, если хотя бы на один ее вход был подан сигнал. Для простейшего случая двух входов, если на одном или на другом или на обоих входах появится сигнал, на выходе схемы тоже появится сигнал. Схема выполняет функции логического сложения: 0+0 = 0; 0+1 = 1; 1+0 = 1; 1 + 1 = 1, т. е. все действия сложения и двоичной системе не только для двух, но и для любого числа входных сигналов.

На рис. 2 представлены схемы: функциональная (а); на реле (б); на диодах для положительных (в) и отрицательных (г) сигналов.

Схема логического звена «ИЛИ»
Рис. 2. Схема логического звена «ИЛИ»

Принцип работы элемента «ИЛИ» рассмотрим на примере релейной схемы. Замыкающие контакты реле включены параллельно. При подаче входного сигнала на любое реле или на все сразу выходная цепь будет замкнута. В диодных схемах выходное напряжение на резисторе R будет равно нулю при отсутствии всех входных сигналов, а при наличии одного любого или всех сразу сигналов оно практически будет равно входному.

Схема логического отрицания «НЕ»

Схема логического отрицания «НЕ» инвертирует полярность входного сигнала, выдавая на выходе его дополнение до 1 (если на вход подан сигнал, то на выходе сигнал отсутствует, и, наоборот, если на входе сигнал отсутствует, то на выходе появляется напряжение). Примером являются схемы, представленные на рис. 3: функциональная (а); на реле (б); на транзисторе (в); на диоде (г).

Схема логического звена «НЕ»
Рис. 3. Схема логического звена «НЕ»

Наиболее часто встречающиеся комбинированные логические схемы представлены на рис. 4.

Комбинированные логические звенья

Рис. 4. Комбинированные логические звенья

Напомним, что в режиме насыщения транзистора напряжение на его коллекторе практически равно нулю, и можно считать, что потенциалы всех электродов транзистора равны. Это свойство транзистора «стягиваться в точку» позволяет собирать логические схемы на транзисторах.

Схема рис. 4,а представляет собой логическое звено «И — НЕ». Только в случае, когда на всех входах будут сигналы и транзисторы откроются, через резистор R потечет ток. Если бы в схеме имелся только один транзистор, она воспроизводила бы логическую связь типа «НЕ».

На рис. 4,б приведена схема логического звена «ИЛИ—НЕ» на транзисторах. Здесь транзисторы в нормальных условиях закрыты и на зажиме х потенциал равен э. д. с. источника.

Если на базу хотя бы одного транзистора поступит входной сигнал, он откроется и потенциал коллектора станет равным нулю, т. е. нулю станет равным потенциал зажима х. Таким образом, данный логический элемент воспроизводит связь «ИЛИ—НЕ».

⇓ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ⇓


⇒ВНИМАНИЕ⇐
  • Материал на блоге⇒ Весь материал предоставляется исключительно в ознакомительных целях! При распространении материала используйте пожалуйста ссылку на наш блог!
  • Ошибки⇒ Если вы обнаружили ошибки в статье, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье. Мы будем очень признательны!
  • Файлообменники⇒ Если Вам не удалось скачать материал по причине нерабочих ссылок или отсутствующих файлов на файлообменниках, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье.
  • Правообладателям⇒ Администрация блога отрицательно относится к нарушению авторских прав на www.electroengineer.ru. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала.


⇓ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ⇓
 

Сисадмин мнил себя богом сети, электрик грубо развеял этот миф. Научись развеивать мифы! © Electrical Engineer's blog [2010-2016].