большим числом входов достаточно параллельно включить соответствующее число транзисторов.

Схемы НЕ. Эти схемы имеют один вход и один выход (см. рис. 24.2, в). Сигнал высокого уровня (1) появляется на выходе схемы при наличии на входе сигнала низкого уровня (0) и, наоборот, сигнал О на выходе соответствует сигналу 1 на входе (см. табл. 24.1). В результате схема НЕ является инвертором. Она изменяет полярность сигнала, а также выходное напряжение в заданных пределах (между некоторыми уровнями Ui и С/г)-в схеме высокий потенциал на выходе соответствует низкому, на входе, а низкий потенциал на выходе - высокому на входе.

Операцию НЕ легко осуществлять с помощью импульсного трансформатора (рис. 24.8, а). В этой схеме в напряжении С/вых, снимаемом со вторичной обмотки трансформатора (рис. 24.8, в), нет постоянной составляющей, поэтому во вторичную цепь трансформатора дополнительно включена фиксирующая схема CRV ,я источник смещения с напряжением Ecm=U\ (см. рис. 24.8, а).

Обычно схемы НЕ выполняются на транзисторах, включаемых по схеме с ОЭ, и представляют собой однокаскадные усилители. На рис. 24.8, а приведена схема НЕ для положительной логики. При низком уровне сигнала на входе {сигнал C/i (0) (см. рис. 24.8, бив)] или отсутствии сигнала транзистор заперт смещением -Есы- На выходе схемы будет действовать положительный потенциал С/2(1)~£к, так как сопротивление закрытого транзистора велико по сравнению с сопротивлением Rk и большая часть напряжения падает на транзисторе, а меньшая - на резисторе Rk-

Когда на входе действует положительный импульс [сигнал f2(l)], транзистор открывается, а на выходе действует близкий к нулю потенциал C/i(0); так как ГжРк, почти все напряжение источника Ек падает ка Rk- В результате на выходе инвертора получают усиленный импульс, по фазе противоположный входному. Цепь RC служит для коррекции искажений фронта выходного сигнала.

Логические элементы на интегральных схемах. В настоящее время логические элементы выполняют в основном на интегральных микросхемах. На рис. 24.9, а приведена схема диодной микросборки типа К2ЛП173, которая может быть использована как два элемента И либо ИЛИ. При включении одной половины сборки по схеме рис. 24.9, в она служит элементом ИЛИ, если кодирование сигналов соответствует рис. 24,9, б. В этом случае при воздействии сигнала 1 (-Е) на вход, например Xi=l, откроется соответствующий диод VI и выход схемы соединяется с входом (==1). Остальные диоды закрыты и выходной сигнал не поступает на входы, на которых действует сигнал 0.

Для получения логического элемента И диодную сборку К2ЛП173 включают по схеме 24.10, б, если кодирование сигналов соответствует рис. 24.10, а. При низком уровне сигнала на всех входах (сигнал 0) все диоды открыты; от источника -1-Ei через

диоды и резистор R проходит ток. Напряжение на выходе близко к нулю (сигнал 0), так как прямое сопротивление диодов невелико {Rr.up<:R). Если напряжение на одном из входов соответствует высокому уровню (сигнал 1, т. ё. E>Ei), то соответствующий диод закрывается, а остальные диоды будут открыты, поэтому на выходе по-прежнему остается сигнал 0. Если сигнал 1 будет действовать на всех входах, все диоды окажутся закрытыми, ток через резистор R не пройдет, вследствие чего на выходе появится сигнал 1 (f/Bbix=£i).

На основе рассмотренных основных логических схем И, ИЛИ, НЕ строят более сложные устройства логической обработки сигнала.

§ 24.3. Комбинационные логические схемы

Схема И-НЕ. Условное обозначение этой схемы показано на рис. 24.2, г, а очередность операций уясняется из структурной схемы рис. 24.11, а. Входной сигнал в схеме воздействует на элемент И, а выходной снимается с элемента НЕ. Исходя из этого на выходе схемы будет сигнал 1, когда на входе элемента НЕ действует сигнал 0. Для удовлетворения этого требования необходимо, чтобы хоть на одном входе элемента И действовал сигнал 0. В результате на выходе схемы И-НЕ всегда будет сигнал 1, за исключением случая, когда на всех входах будут одновременно действовать сигналы 1.

Диодно-транзисторная логическая схема, реализующая операцию И-НЕ для отрицательной логики, изображена на рис. 24.11, б. Резистор R и диоды VI, V2 образуют схему И. На транзисторе V4 собрана схема НЕ. Связь между элементами И и НЕ осуществляется через диод V3.

Если на одном из входов (например, Вх1) действует сигнал О (рис. 24.11, в, момент о), то диод VI будет открыт (см. рис. 24.11, б). Точка А схемы будет иметь потенциал, близкий к нулевому (рис. 24.11, д). Транзистор V4 закрыт. На выходе (рис.

ex 7 VI 0-1>1-

"Т-

Vii- I-

д) to t, t3

fix?

вхг д)

и, eJ

Рис. 24.11. Логическая схема И-НЕ

Рис. 24.12. Транзисторная схема И-НЕ

24.11, е) действует сигнал С/вых«-к (сигнал 1). При наличии сигналов 1 на все? входах (момент времени ti, см, рис. 24.11, е и г) диоды закрываются, точка А схемы имеет отрицательный потенциал (рис. 24.П, д), транзистор 1/4 открыт, напряжение на выходе (рис. 24.11, е) С/выхСк (сигнал 0). В дальнейшем процессы в схеме повторяются (см. рис. 24.11, в-г).

Транзисторная логическая схема И-НЕ (рис. 24.12) отличается от схемы И (см. рис. 24.7, а) местом включения резистора благодаря чему после операции И достигается инвертирование сигнала. В ТЛ схемах на одних и тех же транзисторах осуществляются различные логические операции. Используются также транзисторно-транзисторные логические ТТЛ схемы, где разные логические операции выполняются на разных транзисторах. Основу ТТЛ схем составляют много-эмиттерные транзисторы, легко реализуемые в интегральной технологии.

В ТТЛ схеме И-НЕ с простым инвертором (рис. 24.13, а) операция И выполняется многоэмиттерным транзистором VI, а инвертора- транзистором V2. Если на всех входах (эмиттерах VI) действует высокий потенциал (сигнал -1-1), то все переходы эмиттер - база транзистора VI закрыты. Потенциал базы транзистора V2 близок к нулю, а переход коллектор - база транзистора VI открыт напряжением источника +Ео, приложенным в прямом направлении. Ток коллекторного перехода транзистора VI, проходя через эмиттерно-базовый переход транзистора V2, переводит его в режим насыщения. На выходах схемы появляется низкий потенциал (сигнал 0).

Если на одном из входов появляется сигнал О, то откроется соответствующий эмиттерно-базовый переход транзистора VI, электроны перейдут в базу и далее в коллектор транзистора VI, создавая обратный ток в эмиттерно-базовом переходе транзистора V2. Это приводит к запиранию транзистора V2 и повышению выходного потенциала до уровня 1. Сигнал О на выходе схемы

- 0-

СЬ0-

0q 0-

-0 5)

Вых 1/J

<л 0-5 0-

и 0-

Рис. 24.13. Схема И-НЕ с простым и сложным инвертором