Ноу Інти, лекція, найпростіші логічні елементи

На етапі проектування схеми боротися з такими паразитними імпульсами досить просто: треба всього лише забезпечити, щоб вся подальша схема на них не реагувала, наприклад, відключалася на деякий час після зміни вхідних сигналів елементів. Тобто необхідно тимчасове узгодження, синхронізація різних елементів схеми.

Як приклад візьмемо одне з найпоширеніших застосувань розглянутих елементів І, І-НЕ, АБО, АБО-НЕ - селектирования кодів. Суть селектирования зводиться до наступного. Нехай є деяка шина, по якій передаються коди. Необхідно виявити появу на цій шині якогось певного коду, тобто сформувати вихідний сигнал, відповідний необхідному вхідного коду.


Мал. 3.25. Селектирования кодів зі стробированием

Схема, що виконує таку функцію, досить проста (рис. 3.25). В її основі - багатовхіді елементи І-НЕ. При цьому сигнали, відповідні розрядам коду, на яких повинні бути одиниці, подаються безпосередньо на входи елементів І-НЕ. А сигнали, відповідні розрядам коду, на яких повинні бути нулі, подаються на входи елементів І-НЕ через інвертори. Вихідні сигнали елементів І-НЕ об'єднуються за допомогою елемента АБО-НЕ. В результаті на виході елемента АБО-НЕ формується сигнал Вих. 1 в той момент, коли на вході присутній потрібний код.

Однак в останній момент встановлення потрібного коду і в момент його зняття виникає період невизначеності, коли у вихідному сигналі можуть бути короткі паразитні імпульси. Це пов'язано як з неодночасним приходом різних розрядів, так і з внутрішніми затримками нашої схеми. Більш того, короткі паразитні імпульси можуть виникати на виході і в тому випадку, коли будь-який вхідний код змінюється на будь-який інший вихідний код, навіть якщо обидва ці коди не селектіруются нашої схемою. Тобто будь-яка зміна коду завжди супроводжується періодом невизначеності в сигналі Вих. 1.

Як же домогтися, щоб вихідний сигнал не мав паразитних імпульсів, не мав періодів невизначеності? Для цього зазвичай використовується стробирование або тактирование переданого коду. Тобто, крім коду, паралельно з ним передається стробірующій або тактуючий сигнал STR, затриманий у часі щодо коду. Активним цей сигнал стає тоді, коли всі попередні перехідні процеси вже завершені, всі розряди коду встановилися в потрібні рівні і схема, обробна код, теж закінчила свою роботу. А пасивним він стає, поки ще не почалися нові перехідні процеси. Це називається вкладеним циклом (тобто в нашому випадку сигнал STR вкладений в сигнали коду). В результаті, якщо ми будемо вирішувати вихідний сигнал нашої схеми Вих. 1 таким сигналом STR за допомогою елемента 2І-НЕ, то отримаємо сигнал Вих. 2, вільний від паразитних імпульсів і періодів невизначеності.

Однак бувають випадки, коли зазначена особливість елементів І, І-НЕ, АБО, АБО-НЕ можливість формувати короткі імпульси при зміні вхідних сигналів виявляється дуже корисною. Наприклад, нам необхідно сформувати короткий імпульс по позитивному або негативному фронту наявного сигналу. Тоді цей сигнал інвертується, спеціально затримують за допомогою ланцюжка елементів або ємності і подають вихідний сигнал і затриманий сигнал на входи елемента (рис. 3.26).


Мал. 3.26. Формувачі коротких імпульсів по фронту вхідного сигналу

Імпульс по позитивному фронту вхідного сигналу формується на елементі 2І або 2 І-НЕ (а), а імпульс по негативному фронту вхідного сигналу - на елементі 2ИЛИ або 2ИЛИ-НЕ (б). Якщо елемент з інверсією, то вихідний імпульс буде негативним, якщо без інверсії, то позитивним. При зазначеної на схемах величиною ємності тривалість імпульсу виходить близько 50 нс. Для збільшення тривалості імпульсу треба збільшувати величину ємності або ж кількість інверторів в ланцюзі затримки (при цьому кількість інверторів обов'язково має бути непарною).

Схожі статті