3.3. Монтажная логика

Еще одним способом реализации логических функций является монтажная логика. В ее основе лежит реализация логических функций посредством объединения выходов различных логических элементов. На рисунке 3.4 показана реализация функции 2ИЛИ-НЕ.

Объединение выходов позволяет реализовать логическую функцию «И», называемую «монтажное И». Так как выход имеет инверсное значение, то таким способом реализуется функция «ИЛИ-НЕ» ( ).

Рис. 3.4. Реализация логической функции 2ИЛИ-НЕ с помощью монтажной логики.

Для формирования монтажной логики используются схемы с открытым коллектором. Название «Открытый коллектор» говорит о том, что коллектор транзистора выходного каскада не подключен к Е_П через Rк, как в обычных схемах, а остается свободным и соединен с одним из выводов микросхемы. Для формирования логического сигнала на данном коллекторе, на него необходимо подать Е_П через внешний резистор Rк.

На рисунке 3.5 показано функциональное обозначение схемы с открытым коллектором. Кроме этого, наличие мощного транзистора на выходе позволяет применять такие схемы для обслуживания сегментов индикаторов, зажигания ламп накаливания и светодиодов, включаемых в цепь Rk. Для обеспечения требуемой нагрузки необходимо осуществить выбор Rк, подключаемого к коллектору выходного транзистора.

При расчете Rк, подключаемого к открытому коллектору, необходимо рассмотреть два случая: открыт транзистор только одного источника сигнала(ИС), транзисторы всех источников сигнала закрыты.

Рис. 3.5. Функциональное обозначение схемы с открытым коллектором

и реализация с помощью монтажного «И» функции «ИЛИ-НЕ».

а) Открыт транзистор только одного ИС (один транзистор) (рис. 3.6).

В этом случае весь ток из приемников сигнала (ПС) – I⁰_вх и ток через Rк (I_Rк ) будет протекать через коллектор одного транзистора. Уровень нуля максимальный может превысить максимальное значение (U⁰ _MAX) и сигнал попадет в зону неразличимости. Исходя из этого определяется нижний предел для Rк в зависимости от количества ПС.

Максимальный ток нагрузки (I⁰_{н мах} ) определим из выражения 3.1.

(3.1),

где

(3.2)

Рис. 3.6 Работа схемы «ИЛИ-НЕ» в случае, когда открыт транзистор только одного ИС.

Из выражения 3.2 определим нижний предел для Rк:

(3.3)

б) Транзисторы всех источников сигнала закрыты.

В случае, когда транзисторы всех ИС закрыты (рис.3.7), на выходе должен быть обеспечен U¹ _min. Необходимо определить верхний предел для Rк, при котором I_Rк определяется суммой токов утечки (I_ут) в ПС (I¹_вх)и обратных токов коллекторов (I_ко) ИС.

Уровень напряжения на выходе определяется из выражения 3.4:

(3.4) ,

где m- количество ИС

Отсюда выражаем верхний предел для Rк (выражение 3.5)

(3.5)

Рис. 3.7 Работа схемы «ИЛИ-НЕ» в случае, когда транзисторы всех ИС закрыты.

Рассмотренная на рисунках 3.6 и 3.7 схема может быть также представлена как схема с шинной организацией (рис 3.8). Такая схема является основой при построении модулей памяти.

Рис. 3.8 Шинная организация Ш = 1 - все ИС закрыты; Ш = 0 - один ИС открыт.