вход Вход Регистрация



Несмотря на то, что базовые элементы ТТЛ имеют сравнительно высокое быстродействие, малые входные и большие выходные токи, хорошо работают на емкостную нагрузку, но имеют недостатки. У них происходит кратковременное увеличение потребляемой мощности в преходные процессы (т.е. переключения), при одновременном переключении большого количества ЛЭ. Броски тока в цепи питания достигают несколько единиц или десятков ампер. Хотя это частично устраняется путем установки в цепи питания отдельных конденсаторов большой емкости, компенсирующие эти кратковременные броски тока, чем обеспечивается уменьшение взаимосвязей (взаимовлияния) ЛЭ по цепям питания.

Кроме больших токов при одновременном переключении такие ТТЛ имеют небольшие значения выходного сопротивления, что затрудняет объединение между собой выходы нескольких ЛЭ т.к. в случае разных выходных сигналов через выходные VT будут протекать большие токи. Поэтому у них на выходе устанавливают VTЗ коллекторная цепь которого оставлена свободной (рисунок 1.10).

 

Рисунок 1.10 – Схема элемента ТТЛ с открытым коллектором (а), управление нестандартной нагрузкой (б), параллельное соединение выводов (в)

 

ЛЭ с открытым коллектором (рисунок 1.10, а) могут работать на нетиповую нагрузку (реле, дроссель, обмотка трансформатора, индикаторной лампе, питаемой от UИП и др.) (рисунок 1.10, б), и включаться параллельно по выходам (рисунок 1.10, в).

Параллельное включение выходов с открытым коллектором показано на рисунке 1.10, в. Стандартные элементы ТТЛ со сложными выходными инверторами нельзя соединять параллельно по выходам, так как при различных логических состояниях из-за малых выходных сопротивлений элементов в выходных цепях развились бы недопустимо большие токи, а логическое состояние общего выхода было бы неопределенным. Элементы с открытым коллектором допускают параллельное соединение выходов с общим нагрузочным резистором св. В данном случае относительно сигналов на базах выходных транзисторов выполняется операция , а элементы с открытым коллектором могут использоваться и для поочередной работы на общую линию в режиме разделения времени; для этой цели разработаны специальные элементы с тремя состояниями выхода: «1», «0» и «отключено» (отключающиеся от нагрузки), обеспечивающие более высокое быстродействие.

В состоянии «отключено» выход элемента не потребляет и не отдает тока в нагрузку. Если в каждый момент времени лишь один из подключенных к магистральной шине элементов активен, а все остальные отключены, то обеспечивается нормальный режим разделения времени.

При использовании такой ИМС (ЛЭ) открытый коллектор (рисунок 1.11, а) соединяется с источником напряжения через нагрузочное сопротивление Rсв (рисунок 1.11, б) или через обмотку реле (рис. 1.11, в), светодиод, лампу накаливания (рис. 1.10, б) и т.д.

Открытый коллектор позволяет непосредственно подключать несколько ЛЭ (ИМС) и образовывать дополнительную логическую функцию – монтаменое И. Наличие открытого вывода для положительной логики: открытого коллектора для n-р-n VT; открытого эмиттера для р-n-р VT; у МОП- транзисторов у стока для n-канала; у истока для р-канала и для отрицательной логики все наоборот.

 

 

 

Рисунок 1.11 – Схемы включения ЛЭ ТТЛ с открытым коллектором

 

1.4.3 ЛЭ ТТЛ с расширителями

Для расширения функциональных возможностей ЛЭ выпускаются ЛЭ, выполняющие все три логические операции И-ИЛИ-НЕ, что достигается с использованием расширителей.

В таких сериях ТТЛ использует элемент И-ИЛИ-НЕ (рисунок 1.12). В этом элементе вместо транзистора VТ2 основного элемента И-НЕ включены параллельно два транзистора (VТ2 и VТ3), управляемые от двух МЭТ (VТ1 и VТ4).

В такой схеме относительно сигналов Z? и Z?? выполняется операция ИЛИ-НЕ, а схема в целом реализует операцию

 

 

Входы 1 и 2 предназначены для подключения расширителя (рисунок 1.12, б). Расширители используются, когда у базового элемента число входов по ИЛИ оказывается недостаточным для построения логической цепи. Расширитель подключается выводами 1 и 2 параллельно транзисторам VТ2 и

Рисунок 1.12 – Схема элемента ТТЛ типа И-ИЛИ-НЕ (а), расширителя по ИЛИ (б), фрагмент схемы, воспроизводящей сумму по модулю 2 (в)

 

VТ3 элемента И-ИЛИ-НЕ. Группа входов, принадлежащих расширителю, образуют конъюнкцию, которая добавляется к логической сумме конъюнкций, вырабатываемой элементом без расширителя. Это называется расширением по ИЛИ. Поскольку расширитель подключается к внутренним точкам элемента, имеющим повышенную чувствительность к помехам, соединительные проводники должны иметь минимальную длину.

В некоторых сериях ТТЛ предусмотрены специальные элементы для выполнения операций И, ИЛИ и суммирования по модулю 2, (рисунок 1.12, в).

Элемент И содержит дополнительный инвертирующий транзистор перед выходным каскадом, элемент ИЛИ подобен элементу И-ИЛИ-НЕ, в котором вместо МЭТ включены обычные транзисторы, а идея построения элемента суммирования по модулю 2 видна на рисунке 1.12, в, где показан фрагмент схемы, иллюстрирующий логику ее работы. Воспроизводится инвертированная сумма по модулю 2 для двух переменных.

Как видно на рисунке 1.12, в напряжения на участках база–эмиттер транзисторов VТ1 и VТ2 определяются выражениями:

 

 

Если , то напряжения и близки к нулю, и оба транзистора заперты, а с выхода снимается высокий уровень потенциала. При и напряжение .Транзистор VТ1 насыщен и с выхода снимается низкое напряжение . Т.о., элементом действительно реализуется операция

.

 

© 2017
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру