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数字电路可控门电路事理(三态/同相/反相、缓冲/驱动电路)_电路_暗记

雨夜梧桐 2025-01-15 09:55:13 0

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对此种数字电路的定义观点较多,如题目括号中所示。
其输出级电路具三态特性。
何谓三态?需从数字电路芯片的输出级构造来谈起。

图1-1 数字门电路输出级的三种构造形式

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普通数字门电路的输出级电路,常用a电路形式,因内部Q1、Q2仅事情于饱和和截止两种事情状态,电路本色上相称于一刀两掷的高、低电平切换开关,哀求接通电阻越小越好(传输电压旗子暗记时可忽略接通电阻/电压降),无论输出高、低电平,均为低阻状态。

b电路形式(开路集成极输出),称为高电压大电流器件,具备一定的功率驱动能力,如可以直接驱动继电器,范例器件如ULN2003A等,而外部负载电源可以另供为高电压(如24V或48V),以适应负载电源电压哀求。

c电路形式,则除了高、低电平的低阻状态,还存在第三种状态:高阻态。
如图1-2所示。

图1-2 三态式输出级的三种事情状态

其输出级Q1、Q2基极输入的是两路独立电平旗子暗记:

a态:当Q1导通时,相称于输出端与+5V接通,输出为高电平(低阻态1);b态:Q2导通时,输出审察当于与供电地接通,输出为低电平(低阻态2);c态:当掌握旗子暗记俱为0时,Q1、Q2均处于截止状态,此时OUT输出审察当于“悬空”——高阻态(与内部电路失落掉联系)。
有两个问题:

1、处于高阻状态时,检测OUT端该当为什么电平?高阻态有何意义?

这与电路设计者的考虑——后级电路的输入哀求干系。
处于高阻态时,其输出电压状态的高、低完备由设计者决定——由接入偏置(上拉、或上拉电阻)电路来决定之。

图1-3 三态式输出级的三种事情状态

a电路,在高阻态其输出端取决于R1电路形式,为5V高电平。
此高电平内部电路无关;b电路,在高阻态则由R2的下拉浸染,使输出端为低电平,同样与输出级电路无关;c电路,为一个偏置电路实例,当电路设计哀求在静态时,光电耦合器PC1处于截止状态,电路的安全性能更有保障时,接入R1上接电阻,使电路静态时,PC1无导通条件,显然更为合理和可靠。

因而电路的第三态——高阻态的涌现,其意义如下:

1)可由设计者任意决定输出的高、低电平状态(与输出旗子暗记无关);

2)当多组器件输出端须要并联(如旗子暗记总线模式)时,只有“须要动作”的器件事情模式为高、低电平(指低阻)态,而“闲置”电路,则处于高阻态,从而不会影响总线电平,不会影响有用旗子暗记。

2、什么情形下输出端会进入高阻态?三态门与普通门的差异?

以74HC240电路(八反相缓冲器/线驱动器/线吸收器)为例加以解释。

图1-4 三态式输出级的三种事情状态

从上图可看出,芯片内含8路反相器电路,与普通反相器电路比较较,每路反相器除输入、输出端外,多出一个OE掌握端。
当OE端为低电平时,电路处于“开门”即通态,相称于普通反相器的功能;当OE端为高电平时,传输状态被阻断,输出端处于高阻状态。

显然,与普通门电路比较,可控门(为反相器或同相器)电路,多出一个OE掌握端——“开、关门”旗子暗记输入端。
旗子暗记的传输不但与输入旗子暗记状态干系,而且与OE掌握真个状态干系。

以74HC240为例,当旗子暗记传输非常时,对可控门的故障检修需把稳:

输入旗子暗记无,查前级电路;

掌握端是否有“关门”旗子暗记存在,即1、19脚是否变为高电平?是,查OE端掌握旗子暗记来源;

芯片本身破坏。
当输入旗子暗记与掌握端电平状态都正常时,落实至芯片本身。

常见三态同相/反相可控门电路型号为74HC240(八反相可控门)、74HC244(八同相可控门)、74HC365(六同相可控门)、75HC366(六反相可控门)。
以74HC240为例:该器件斜对角10、20脚为电源引脚,除旗子暗记输入、输出引脚外,尚有两个OE掌握端(1、19脚),每个OE端分别掌握四路反相器电路的开、关门。

常日,普通门与三态门为基本逻辑电路,在些根本上,将普通门电路进行有序搭接,可组成繁芜的组合型逻辑电路。
近年来,MCU、DSP、PIC和JTAG等器件技能的完善,在一定程度上取代了组合逻辑电路(完成同一逻辑功能,采取MCU更为简洁,用软件方法即可完成——用程序行来代替了大片的硬件数字旗子暗记处理电路)。

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