Інвертор

Константи

Константами називаються такі логічні елементи, які не мають входів і не змінюють свого значення.

В більшості випадків константа при позитивному кодуванні 1 реалізується з допомогою деякого рівня фізичного параметру, наприклад, напруги, а константа 0 – відсутністю цього значення, хоча можливе й зворотне негативне кодування. При позитивному кодуванні зазвичай константа 0 моделює землю, а константа 1 – напругу джерела живлення.

Інвертором називається логічний елемент, який має один вхід і один вихід, на якому з’являється 0 тільки тоді, коли на його вході буде 1, а 1, коли на вході буде 0.

Інвертор реалізує логічну функцію НІ з допомогою одиничних чи нульових значень напруги, струму чи інших фізичних параметрів. Логіка його роботи зображена в таблиці істинності 1.

Таблиця 1 – Логіка функціонування інвертора

x

На функціональних схемах інвертор зображується прямокутником, у якого вхід - зліва, вихід – справа (рис. 1 а, б). На вихідній чи вхідний лінії в місці її з’єднання з прямокутником зображується кружок - символ інверсії. Стрілку на вхідних і вихідних лініях ставити заборонено.

Зображення інвертора може бути повернуто на 90º так, що вхід буде зверху, а вихід знизу (рис.1 в, г). Інші повороти заборонені.

Рисунок 1 а, б, в, г – Функціональна схема інвертора

В релейно-контактній логіці функцію НІ реалізує контакт x, який або замкнутий, що відповідає його знаходженню в стані 1, або розімкнутий, коли контакт знаходиться в стані 0 (рис. 2). Часова діаграма його роботи зображена на рис. 2.

Рисунок 2 – Інвертор в релейному виконанні

Рисунок 3 – Часова діаграма роботи інвертора

3. Кон’юнктор

Кон’юнктором (схемою І, схемою кон’юнкції, клапаном) називається логічний елемент з декількома входами і одним виходом, на якому з’являється 1 тільки тоді, коли є сигнали 1 на всіх його входах (табл. 2).

Функціонує кон’юнктор відповідно до таблиці істинності. 2

Таблиця 2 – Логіка функціонування кон’юнктора


0 0
0 1
1 0
1 1

Кон’юнктор реалізує логічну операцію (логічне множення):

Функціонально кон’юнктор зображується так, як це показано на рисунку 4.

Рисунок 4 – Функціональна схема кон’юнктора

В релейному вигляді кон’юнктор зображений на рисунку 5, а часова діаграма його роботи приведена на рисунку 6. Функцію його змінних виконують контакти, які можуть бути або в положенні замкнуто, тобто 1, або - розімкнуто – 0.

Рисунок 5 – Кон’юнктор в релейному виконанні

Рисунок 6 – Часова діаграма роботи кон’юнктора

4. Диз’юнктор

Диз’юнктором (схемою диз’юнкції, схемою АБО, збіркою) називається такий логічний елемент, у якого з’являється на виході 0 тільки тоді, коли на всіх його входах будуть нулі.

Функціонує диз’юнктор відповідно до таблиці істинності 3.

Таблиця 3 – Логіка роботи диз’юнктора


0 0
0 1
1 0
1 1

Диз’юнктор реалізує логічну операцію АБО (логічне додавання):

Функціональна схема диз’юнктора надана на рисунку 7, її релейний варіант на рисунку 8, а часова діаграма роботи представлена на рисунку 9.

Рисунок 7 – Функціональна схема диз’юнктра

Рисунок 8 – Диз’юнктор в релейному виконанні

Рисунок 9 - Часова діаграма роботи диз’юнктора

5. Зведена таблиця зображень елементів універсального логічного базису

Зображення елементів універсального логічного базису є найбільш уживаними графічними елементами при побудові цифрових схем. Тому знати їх для розробника цифрової апаратури необхідне. Є начертання схем, яке було запроваджене ще в Радянському Союзі і вживається широко до цього часу, а є начертання схем країн Заходу і Америки, що теж дуже широко використовується у нас. Тому в таблиці 3 наведені графічні елементи і тих і інших начертань. Там же наведені функції, які реалізують начертані графічні елементи, їх позначення і їх релейна форма.

Позначення

Графічне позначення

Реалізація функцій

Таблиця істинності

Релейне виконання

AND І, &