Síntese de circuitos digitais. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante

 Comentários do artigo

Um nome de instituto tão sério... Não se assuste antes do tempo. Vamos em ordem.

Na eletrônica, o conceito de “caixa preta” é frequentemente usado. Esta, claro, não é a caixa preta que o Ministério de Situações de Emergência procura após a última queda do Aeroflot TU-154. Outra caixa...

Na eletrônica, uma “caixa preta” é um tipo de circuito que tem preguiça de desenhar. Este circuito possui diversas entradas, diversas saídas e sabemos exatamente como ele se comporta. Ou seja, você pode prever facilmente o que acontecerá na saída se aplicar algo como entrada. Grosso modo, o circuito da caixa preta é descrito por uma expressão matemática da forma:

y =f(x),

onde

x - sinal de entrada

y - sinal de saída.

Existem muitos exemplos reais de caixas pretas... Tomemos, por exemplo, uma coisa tão trivial como um ferro. Possui botão de controle de temperatura e botão de liberação de vapor - essas são as “entradas” da caixa preta. Além disso, tem uma superfície de aquecimento e há buracos nela - são “saídas”.

Como as entradas e saídas estão conectadas?

1. A temperatura da superfície é proporcional ao ângulo de rotação da alça
2. O vapor sai pelos orifícios quando o botão é pressionado.

Este exemplo pode ser bastante primitivo, mas é indecentemente claro. Afinal, de manhã, ao passar as calças, você não pensa em como funciona o ferro? Mas você sabe perfeitamente o que precisa ser feito com a alça e o botão para obter o resultado desejado...

Por que estou fazendo tudo isso? E o facto de em tecnologia muitas vezes ser necessário recorrer ao conceito de “caixa preta” para simplificar o desenvolvimento numa determinada fase. Porém, nas etapas subsequentes, você ainda terá que “desdobrar” a caixa preta - ou seja, projetar seu circuito.

E como você e eu temos o orgulhoso nome de Engenheiros Eletrônicos, e não apenas de acionistas e consertadores, mas também de designers e desenvolvedores, é nossa responsabilidade direta sermos capazes de criar um circuito baseado na descrição de uma caixa preta.

Claro, não faremos ferros. Principalmente na seção sobre tecnologia digital. Preferimos fazer a síntese de circuitos digitais usando uma tabela verdade.

Tarefa número um

Existe um certo elemento com duas entradas e uma saída, e sua tabela verdade é conhecida:

É necessário criar um circuito para este elemento baseado em elementos lógicos conhecidos.

Olhamos com atenção e pensamos...

Estamos interessados ​​nas posições da tabela verdade em que o sinal de saída é igual a 1.

A! Aqui está o que vemos: um um na entrada b, em qualquer caso, leva a um um na saída. Ótimo!

Então podemos conectar a entrada b diretamente para a saída c ... Mais precisamente, eles poderiam. Mas temos mais um na saída - quando ambas as entradas são fornecidas com zeros. Vamos lembrar qual elemento reage a dois zeros? Deixe-me dar uma olhada no parágrafo anterior...

Isso mesmo, o elemento “OU NÃO”! Isso significa que a segunda unidade será formada pelo elemento OR-NOT. Vamos desenhar nosso próprio diagrama para cada caso:

Agora precisamos combinar esses esquemas em um. Lembre-se de que não é possível conectar saídas digitais diretamente. Isso significa que eles precisam estar conectados através de algum elemento. Além disso, este elemento deve gerar um na saída se pelo menos uma entrada tiver um. Bem, que elemento é esse?

Claro que é "OU".

Assim:

Esse é todo o esquema. Muito simples, certo?

Ainda pior.

O número da tarefa é o seguinte

O elemento para o qual você precisa desenhar um circuito possui três entradas e uma saída.

Conseqüentemente, a tabela verdade é automaticamente aumentada para 8 linhas:

Então, o que você acha???

Hmmm, isso é um pouco mais complicado. Mas! Não há nada complicado para nós, certo? Então - vá em frente e cante!

Assim, destacamos aquelas linhas em que o sinal de saída = 1. São apenas cinco:

Agora vamos desenhar um diagrama separado para cada linha selecionada, usando apenas os elementos “AND” e “NOT”.

Todos! Agora só falta combinar esses esquemas em um. Isto reduzirá imediatamente o número de inversores:

Bem, está tudo bem?

Deixe-me explicar: fizemos dois grupos de entradas - direta e inversa (ou seja, “reversa”), e conectamos os elementos “AND” a esses grupos de acordo com os circuitos que desenvolvemos anteriormente.

Os sinais de saída das portas AND são mixados usando uma porta OR de 5 entradas.

Elementos "AND" e "OR" em cascata

Como você deve ter notado, no último circuito usamos elementos “AND” com três entradas e um elemento “OR” com até cinco entradas! Alguém provavelmente terá uma pergunta: quais são as suas tabelas verdade?

Está tudo bem, senhores! Uma porta AND permanece uma porta AND mesmo com 100 entradas. Na sua saída, uma unidade só é possível se todas as entradas forem alimentadas com unidades.

O mesmo vale para o elemento OR. Ele produzirá um se pelo menos uma entrada tiver uma, mesmo que tenha pelo menos mil entradas.

Esses elementos de múltiplas entradas podem ser facilmente obtidos a partir de elementos comuns de duas entradas, incluindo-os em um circuito em cascata:

Se você não acredita, faça uma tabela verdade para cada “etapa” da cascata - e confira :)

Publicação: radiokot.ru

Veja outros artigos seção Radioamador iniciante.

Leia e escreva útil comentários sobre este artigo.

<< Voltar

Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

Uma nova maneira de controlar e manipular sinais ópticos 05.05.2024

O mundo moderno da ciência e da tecnologia está se desenvolvendo rapidamente e todos os dias surgem novos métodos e tecnologias que nos abrem novas perspectivas em vários campos. Uma dessas inovações é o desenvolvimento, por cientistas alemães, de uma nova forma de controlar sinais ópticos, que poderá levar a progressos significativos no campo da fotónica. Pesquisas recentes permitiram que cientistas alemães criassem uma placa de ondas sintonizável dentro de um guia de ondas de sílica fundida. Este método, baseado no uso de uma camada de cristal líquido, permite alterar efetivamente a polarização da luz que passa por um guia de ondas. Este avanço tecnológico abre novas perspectivas para o desenvolvimento de dispositivos fotônicos compactos e eficientes, capazes de processar grandes volumes de dados. O controle eletro-óptico da polarização fornecido pelo novo método poderia fornecer a base para uma nova classe de dispositivos fotônicos integrados. Isto abre grandes oportunidades para ... >>

Teclado Primium Seneca 05.05.2024

Os teclados são parte integrante do nosso trabalho diário com o computador. Porém, um dos principais problemas que os usuários enfrentam é o ruído, principalmente no caso dos modelos premium. Mas com o novo teclado Seneca da Norbauer & Co, isso pode mudar. O Seneca não é apenas um teclado, é o resultado de cinco anos de trabalho de desenvolvimento para criar o dispositivo ideal. Cada aspecto deste teclado, desde propriedades acústicas até características mecânicas, foi cuidadosamente considerado e equilibrado. Uma das principais características do Seneca são os estabilizadores silenciosos, que resolvem o problema de ruído comum a muitos teclados. Além disso, o teclado suporta várias larguras de teclas, tornando-o conveniente para qualquer usuário. Embora Seneca ainda não esteja disponível para compra, seu lançamento está programado para o final do verão. O Seneca da Norbauer & Co representa novos padrões em design de teclado. Dela ... >>

Inaugurado o observatório astronômico mais alto do mundo 04.05.2024

Explorar o espaço e seus mistérios é uma tarefa que atrai a atenção de astrônomos de todo o mundo. No ar puro das altas montanhas, longe da poluição luminosa das cidades, as estrelas e os planetas revelam os seus segredos com maior clareza. Uma nova página se abre na história da astronomia com a inauguração do observatório astronômico mais alto do mundo - o Observatório do Atacama da Universidade de Tóquio. O Observatório do Atacama, localizado a uma altitude de 5640 metros acima do nível do mar, abre novas oportunidades para os astrônomos no estudo do espaço. Este local tornou-se o local mais alto para um telescópio terrestre, proporcionando aos investigadores uma ferramenta única para estudar as ondas infravermelhas no Universo. Embora a localização em alta altitude proporcione céus mais claros e menos interferência da atmosfera, construir um observatório em uma montanha alta apresenta enormes dificuldades e desafios. No entanto, apesar das dificuldades, o novo observatório abre amplas perspectivas de investigação para os astrónomos. ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo Explosivos em um raio de 100 metros encontrarão um laser 14.03.2012 As pessoas querem estar a uma distância segura dos explosivos, mas para detectar explosivos, você precisa se aproximar deles. Cientistas da Universidade de Tecnologia de Viena conseguiram desenvolver um novo método para detectar produtos químicos dentro de um recipiente fechado a uma distância de 100 metros. Para isso, é usado um feixe de laser, que é espalhado de maneira diferente em determinados produtos químicos. Com esta tecnologia, você pode conhecer o conteúdo do contêiner a uma grande distância. O método é baseado na espectroscopia Raman: uma amostra é irradiada com um feixe de laser e, quando a luz é espalhada nas moléculas da amostra, ela altera sua energia. Por exemplo, os fótons podem revelar a energia de uma molécula quando as vibrações moleculares são excitadas. Isso leva a uma mudança no comprimento de onda da luz, o que torna possível identificar várias moléculas, incluindo explosivos. Até agora, esse método funcionava apenas se as amostras estivessem próximas à fonte do laser, porque entre as centenas de milhões de fótons, apenas alguns podiam informar sobre a composição química da amostra. Pela primeira vez, os cientistas conseguiram criar um detector capaz de realizar essa tarefa a uma distância de 100 m, o que é um grande sucesso. Para isso, foi utilizado um método geralmente simples: o "telescópio" do detector é apontado para um ponto irradiado por um laser e coleta fótons, mas a iluminação parasita é minimizada e o número máximo de fótons necessários está localizado na área sob estudar. Um novo método para examinar contêineres enterrados e outros objetos remotos não apenas melhorará a segurança do aeroporto, mas também terá ampla aplicação na ciência. Assim, com a ajuda dessa tecnologia, é possível estudar remotamente icebergs, rochas marcianas, a superfície de asteroides e cometas, locais de derramamento de toxinas, etc.

Outras notícias interessantes:

▪ Dispositivo para combater a pornografia

▪ caixa preta no espaço

▪ Transmissão de dados usando nêutrons rápidos

▪ Novo formato de mídia DataPlay

▪ Massa de neutrinos medida

Feed de notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica

Materiais interessantes da Biblioteca Técnica Gratuita:

▪ seção do site Sistemas acústicos. Seleção de artigos

▪ artigo Entenda tudo - perdoe tudo. expressão popular

▪ artigo O que faz a Nigaz, fundada com a participação da Gazprom? Resposta detalhada

▪ artigo Cardo mariano. Lendas, cultivo, métodos de aplicação

▪ artigo Ionizador de ar de tamanho reduzido. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

▪ artigo Prefixo automático para o carregador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Deixe seu comentário neste artigo:

Todos os idiomas desta página

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site

www.diagrama.com.ua
2000-2024