Главная Работа в электроустановках



параграфах, а именно предварить рассмотрение условных графических обозначений (УГО) краткими пояснениями основных понятий и терминологии.

Основные сведения

Бесконтактные логические элементы первого поколения выполнялись из дискретных компонентов (т. е. из раздельных составных частей, например транзисторов и других изделий) с помощью навесного монтажа на платах с печатным монтажом. Смонтированная плата помещена в пластмассовый корпус и залита компаундом. В настоящее время в основном применяют твердотельные интегральные микросхемы (ИМС).

Но как бы ни были выполнены логические элементы, они строятся по модульному принципу.

Модуль представляет собой конструктивно и функционально (подробнее см. ниже) законченное изделие, что дает возможность набирать нужную схему из сочетания различных модулей, испытывать каждый модуль отдельно, заменять неисправный модуль исправным и т. д. Модули с логическими элементами подразделяются на ячейки, субблоки и блоки.

Ячейка - минимальный конструктивный модуль, т. е. плата с разъемом, на которой установлены ИМС и раздельные резисторы, конденсаторы и т. п.

Блок - основной конструктивно-функциональный модуль. Он представляет собой законченный функциональный узел, собранный на ячейках.

Логические элементы являются двоичными. Это значит, что в них используются входные (подаваемые на логический элемент) и выходные (снимаемые с логического элемента) сигналы только в двух крайних (предельных) состояниях. Иными словами, двоич-

ные логические элементы дискретны. Они вьшолняют (реализуют) только такие функции, при которых либо присутствует, либо отсутствует входной сигнал.

Наличие сигнала характеризуется с о-стоянием "логическая единица" (в дальнейшем 1), а отсутствие сигнала - состоянием "логический нуль" (в дальнейшем 0). Заметим здесь же, что 1 и О это не числа, а обозначение состояний.

Вместо слова сигнал часто говорят двоичная переменная, а зависимость выходного сигнала от входного, т. е. зависимость соответствующих двоичных перемешых, называют функциональной.

В алгебре логики (подробнее см. приложение 2) одно состояние принимается за истинное и обозначается 1, а другое состояние, ему противоположное, в этом случае является ложным и обозначается 0. Например, если "да" истинно (1), то нет ложно (0). Если контакт замкнут, истинно (1), то контакт разомкнут - ложно (0). Если ток проходит истинно (1), то отсутствие тока ложно (0). Если намагничено 1, то размагничено 0.

Заметим, что одно и то же состояние в одном случае может быть принято за истинное, а в другом его же принимают за ложное. Все зависит от того, какое в конкретном случае принято соглашение. Например, в соглашении положительной логики более положительное значение физической величины соответствует состоянию 1. А в соглашении отрицательной логики оно же соответствует состоянию 0.

Логические операции. Обозначение функций

Любая электрическая схема логична. Это значит, что она выполняет (реализует) необходимые

От лат. diskretus - прерывистый, прерьшный. Понятие дискретный противоположно понятию непрерывный.



к 5 to

K1:Z

\S7 \S2

Q Хр


входы

выходы

ь У1

2 "\


Питание

г>5

\ S3

К1:1

---О

KZ--3 у 10 из

-у-мь-

KZ.4 Ун

Питание

ни., ни

а. b

операции (функционирует, действует) в точном соответствии с заданием. Если логика нарушится - схема либо откажет, либо будет работать неверно.

Логическая операция (функция) выражает зависимость выходных сигналов от входных. Элементарные логические схемы - элементы -реализуют основные логические операции И, ИЛИ, НЕ, а схема любой сложности представляет собой сочетание элементов. Подчеркнем, что одна и та же функция может осуществляться

Рис 2.58. Примеры, иллюстрирующие содержание логических функций

различными техническими средствами, например контактными реле, полупроводниковыми приборами, магнитными усилителями и т. д. Речь, конечно, идет только о принципиальной возможности реализации функции, но не о свойствах, которые определяются возможностями и особенностями используемых средств. Например,



релейные схемы срабатьгаают относительно медленно, а полупроводниковые - безынерционны и т. д.

Количество входов и выходов вообще не ограничено. Но элементарной считается схема с одним выходом и любым числом входов.

Наиболее наглядны схемы, построенные на базе электромагнитных реле. Рассмотрим их, обратившись к рис. 2.5 8,с. На этом рисунке входы обозначены буквами Xi -ху, выходы - буквами У1 -yi I- Катушки обозначены прописными (большими) буквами, а контакты теми же строчными (маленькими) буквами. Например, А - катушка, а ка - контакты. Заметьте:у замыкающих контактов буквь! без черточек, у размыкающих -с черточками а, Ъ, с. Черточка - это знак и н-версии (отрицания). Он указьгаает на то, что состояние размыкающего контакта всегда противоположно состоянию замыкающего. Иными словами, если замыкающий контакт замкнут, то размыкающий разомкнут. И наоборот: если размыкающий - замкнут, то замыкающий разомкнут. Сигналы воспринимаются лампами HI -Н9. Чтобы подать сигнал на вход схемы, надо включить катушки соответствующих реле с помощью выключателей S1 - S3. Теперь можно не отвлекаясь рассматривать схемы логических операций, т. е. таких операций, которые реализуют логические функц>1И.

Схема И. Чтосы включить лампу HI, надо подать питание на выход yi, т. е. в цепи лампы замкнуть и контакт а и контакт Ь. Следовательно, надо подать питание на оба входа Xi и Хг, т. е. включить S1 и S2. Схему И назьгаают также схемой совпадения. В алгебре логики (см. приложение 2) операция И назьгаается конъюнкцией, а бесконтактный логический элемент, реализующий функцию И, - кoнъюнк-т о р о м. Пример дан ниже на рис. 2.61,г.

Схема ИЛИ. Чтобы включить лампу Н2, надо подать питание на выход yj. Для этого достаточно замкнуть или контакт а, или контакт Ь, или оба контакта. Следовательно, для включения лампы нужно подать питание или на вход Xi, или на вход Х2. Схему ИЛИ называют также собирательной схемой. В алгебре логики операция ИЛИ называется дизъюнкцией, а бесконтактный логический элемент, реализующий функцию ИЛИ, - дизъюнктором, см. рис. 2.61,е.

Схема НИ...НИ. Чтобы на выходе уз бьио напряжение, нужно не подавать питание ни на вход XI, ни на вход Хг, т. е. нужно не включать ни 5/, ни S2.

Схема НЕТ. Напряжение на выходе у будет

лишь в том случае, если питание подано только на вход Xi, но не подано на вход Xj. Если же нужно исключить включение лампы Н4, то питание подают на вход Хг. В результате на выходе у напряжения не будет независимо от того, есть лн оно на входе Xi. Схему НЕТ называют также схемой запрета.

Схема память. При включении S1 (сигнал подан на вход Xi) срабатывает и самоблокируется через собственный контакт К1:1 реле К1. Его контакт К1:2 подает питание на выход у. Выключатель S1 можно разомкнуть. Одаако лампа Н5 останется включенной. Она как бы "запомнит" свое состояние. Чтобы погасить лампу, достаточно подать питание на вход Х2. При этом реле В сработает, разомкнет контакт в цепи реле К], реле К] возвратится и более не включится до следующей подачи питания на вход Xi. Лампа погаснет.

Схема НЕ. Пока на вход Хз питание не подано, реле С отпущено, лампа Нб горит, так как на выходе ув есть напряжение. Если подать питание на вход Хз (т. е. включить S3) - лампа Нб погаснет. Схему HI называют также схемой отрицания или схемой инверсии. Бесконтактный логический элемент, реализующий функцию НЕ, назьгаают инвертором (см. рис. 2.61,6).

Схема задержки. При подаче напряжения на вход Хз включается реле времени К1, которое спустя некоторое время, т. е. с задержкой, подает питание на выход Ут: лампа Н7 включается. Бесконтактные логические элементы, реализующие задержку, показаны на рис. 2.61,д и е.

Схема повторителя. При подаче питания на вход Хз срабатывает реле С и включает реле К2, которое как бы повторяет состояние реле С. Через контакты повторителя сигналы поступают на выходы Уь-У\\ (в нашем примере): лампа Н8 вю1ючается, лампа Н9 гаснет. Обратите внимание: релейный повторитель может выполнять функции: а) размножителя контактов (в нашем примере у реле С один контакт, а у его повторителя К2 - четыре); б) инвертора (контакты К2:3 и К2:4); в) усилителя. Так, например, контакт реле С рассчитан на весьма ограниченный Ток, например на 0,1 А, а контакты реле К2 могут коммутировать значительно большие токи, например 10 А. Бесконтактный логический элемент - повторитель показан на рис. 2.61,а.

Важное замечание. В этой книге рассматриваются предусмотренные ЕСКД УГО элементов для схем цифровой техники. Но логические элементы, независимо от того, какими средствами они реализуют свои функции, часто



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [35] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121


0.0159