Достоинства и недостатки логических элементов

Логическим элементом называется электрическая схема, имеющая один или несколько входов и один выход, работающая на принципе изменения своих внутренних параметров. Это логические элементы И, ИЛИ, НЕ и другие, и их комбинации дискретного действия, реализующие логические функции.

При изучении логических элементов пользуются булевой алгеброй логики, предложенной впервые математиком Булем в 1854 г. Алгебра логики говорит, что любое переменное имеет два состояния 1 – да или 0 – нет, что для логического элемента равносильно наличию или отсутствию логического уровня напряжения на его входе или выходе. Логические операции описываются логическими уравнениями. Логические элементы заменяют любые электроконтактные реле, в том числе и реле времени.

Достоинства логических элементов

1. Отсутствие контактов и быстроизнашивающихся частей.

2. Большая надежность и большой срок службы.

3. Высокое быстродействие.

4. Нечувствительность к влиянию внешней окружающей среды (пыль, влага, химически активные газы).

5. Отсутствие необходимости в постоянном уходе и регулировке.

6. Компактность блоков с логическими элементами.

7. Логические элементы изготовляются как модули и не подлежат ремонту.

8. Логический элемент слаботочный аппарат.

9. Интегральные микросхемы логических элементов имеют очень малые габариты. В настоящее время налажена технология изготовления таких микросхем и их эксплуатация.

Недостатки логических элементов

1. Чувствительность к внешним электрическим помехам (требуется специальная защита).

2. Зависимость стабильной работы от температуры (требуется специальная защита).

3. Нет видимого электрического разрыва.

4. Не работают в цепях с плавно изменяющимися сигналами.

5. Логические элементы необходимо применять в сочетании с согласующими входными и выходными (усилительными) устройствами.

6. Для логических элементов требуется источник низкого сглаженного и стабилизированного напряжения.

Для полного описания любого логического элемента необходимо представить его условное графическое и буквенное обозначение, выполняемую им логическую операцию (в виде уравнения), релейный эквивалент (какую он заменяет электрическую релейную схему), временную диаграмму его работы и таблицу истинности, подтверждающую правильность работы логического элемента.

Покажем такое описание на примере простейшего логического элемента «Повторитель».

7.2. Логический элемент – повторитель

Повторитель (рис. 7.1) осуществляет передачу логического сигнала от входа к выходу без изменения его уровня с задержкой t_з » 10 наносекунд (10 нс). 10 нс – это время прохождения сигнала в логическом элементе (ЛЭ) от входа к выходу.

Логическое уравнение, описывающее логическую операцию У=f(Х)=Х, является функцией одного переменного: Х=1; У=1; Х=0; У=0.

Рис. 7.1. Повторитель

Повторитель реализует логическую операцию, при которой зависимость между входными и выходными сигналами определяется следующей таблицей истинности:

Количество строк таблицы истинности определяется по выражению N = 2ⁿ, где n – число логических переменных

X	У

Дата добавления: 2015-07-07