Бинарные уровни напряжения

Логические элементы производятся в виде электронных схем. Но электронные схемы «не понимают» никакой цифровой логики. Они реагируют на напряжение на входе, на соответствующие токи и имеют на выходе определенные напряжения. То есть они работают «электрически». Эта мысль лежит в основе идеи объяснить принцип действия всех цифровых схем электрически — независимо от каких-либо логических взаимосвязей.
Можно составить таблицу, аналогичную таблице истинности, и в эту таблицу записать напряжения. Рассмотрим схему на рис. 6.3. Если ко входу А приложено напряжение +5 В, то диод D, начнет проводить в прямом направлении. На диоде падает напряжение 0,7 В (Si-диод). На выходе Z появляется напряжение 4,3 В. Напряжение 4,3 В также будет на выходе, если на В или на оба входа подать напряжение +5 В (рис. 6.4).

Представленная на рис. 6.4 таблица называется рабочей согласно DIN 40700, часть 14. Она не может называться таблицей истинности, так как она не дает никакой информации о логических операциях.
Схема на рис. 6.3 может быть также запитана другим напряжением, например 4 В или 8 В. Тогда следует воспользоваться рабочими таблицами (рис. 6.5). Задание значений напряжения в рабочих таблицах является излишне громоздким. Также часто не всегда точно определено, каким напряжением питать схему. Можно выбрать любое напряжение в пределах допустимого диапазона. Поэтому целесообразно в рабочих таблицах различать только лишь ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ уровни напряжения. ВЫСОКИЙ уровень напряжения обозначается символом Н (от англ. «High» — высокий), НИЗКИЙ уровень напряжения обозначается символом L (от англ. «Low» — низкий). Ни L являются уровнями напряжения.
L = Low = низкий уровень напряжения.

Рис. 6.5. Рабочая таблица с напряжениями

Уровень, стремящийся к минус бесконечности (—<»).
И = High = высокий уровень напряжения.
Уровень, стремящийся к плюс бесконечности (+°°).
Для схемы на рис. 6.3 получается представленная на рис. 6.6 рабочая таблица с указанием уровней. Цифровые схемы могут работать с разными напряжениями. Возможные уровни напряжений показаны на рис. 6.7.
if-уровень может колебаться в пределах определенного диапазона напряжения согласно данным производителя схемы. Также и Z-уровень может колебаться в пределах некоторого диапазона. Эти диапазоны называются диапазонами напряжения высокого и низкого уровней (рис. 6.8).

Рис. 6.6. Рабочая таблица с уровнями

L и Н не являются логическими состояниями, это бинарные уровни напряжения. Они являются частью технических данных схемы.

Определить, какую логическую операцию выполняет схема, можно только после приведения уровней 1иЯв соответствие с логическими состояниями 0 и 1.

Похожие статьи