1.2.3 Результаты исследований работы логических устройств с помощью программы схемотехнического моделирования PSpice AD

Анализ работы логического элемента “Инвертор”

Рисунок 12 Схемотехническая реализация логического элемента “Инвертор”.

Если сигнал X имеет высокий потенциал, то ключ, реализованный на транзисторе, замкнут, и потенциал точки Y низкий. В противном случае связь между точкой Y и "землей" разорвана, и сигнал Y имеет высокий уровень, что и обеспечивает реализацию логической функции "отрицание".

Рисунок 13 Схема элемента НЕ выполненная в Protel.

Рисунок 14 Результаты анализа работы элемента НЕ в статическом режиме.

Из рисунка видно, что состояние на выходе инвертора противоположно состоянию на его входе; при высоком уровне на входе инвертора на выходе устанавливается ноль, и наоборот.

Таблица истинности инвертора Таблица 11

декодер дешифратор логический печатный

Две основные области применения инверторов -- это изменение полярности сигнала и изменение полярности фронта сигнала (рис. 12). То есть из положительного входного сигнала инвертор делает отрицательный выходной сигнал и наоборот, а из положительного фронта входного сигнала -- отрицательный фронт выходного сигнала и наоборот. Еще одно важное применение инвертора -- буферирование сигнала (с инверсией), то есть увеличение нагрузочной способности сигнала.

Построение и исследование работы элемента 3 И-НЕ

Базовые DTL-элементы реализуют логическую функцию И-НЕ. Функция И выполняется на диодной группе, а функцию усилителя-инвертора выполняет транзистор (рис 15).

Рисунок 15- Электрическая схема DTL - элемента 3И-НЕ.

Схема работает следующим образом. В исходном состоянии, когда на три входа поданы лог. «1» (высокий уровень) и диоды закрыты, через резистор R1 и переход база-эмиттер протекает базовый ток, транзистор Т1 находится в «замкнутом» состоянии, на выходе «Y» присутствует низкий потенциал, т. е. лог. «0». Если на любой из входов схемы подать низкий потенциал (лог. «0»), то основная часть базового тока ответвится в цепь диод - источник сигнала, при этом базовый ток транзистора уменьшится и транзистор перейдет в «разомкнутое» состояние, а на выходе схемы появится лог. «1». Таким образом, только при наличии на трех входах лог. «1» элемент на выходе устанавливает лог. «0», т. е. реализует логическую операцию 3И-НЕ.

Рисунок 16 Схема элемента 3И-НЕ выполненная в Protel.

Рисунок 17 Результаты анализа работы элемента 3И-НЕ в статическом режиме.

Таблица истинности для элемента 3И-НЕ