Микросхемы с открытым коллектором

Логический элемент имеет выход с открытым коллектором. Схема показана на рис. 47. Для формирования выходного перепада напряжения к выходу элемента с ОК требуется присоединить нагрузочный резистор R_H. Микросхемы ТТЛ с ОК применяются для обслуживания сегментов индикаторов, ламп накаливания, светодиодов. Нагрузку можно подключать к более высоковольтному источнику.

Рис. 48

Рис. 47

Для микросхем с открытым коллектором можно управлять внешними устройствами, которые к тому же могут работать от других источников питания (микросхема К155 ЛА11 позволяет подводить к выходному транзистору до 30 В).

Другое применение подобных микросхем связано с выполнением логических операций. Логические элементы с открытым коллектором в отличие от сложных инверторов допускают параллельное подключение нескольких выходов к общей нагрузке. Объединение выходов называют монтажной (проводной) логикой, или так называемое «монтажное ИЛИ». Имея дело с монтажной логикой, следует учитывать, что каждый компонент схемы утрачивает самостоятельность и действует как элемент общей системы.

Для формирования выходного перепада напряжения к выходу элемента с ОК требуется присоединить внешний нагрузочный резистор R_H. Для некоторых микросхем с ОК нагрузку можно подключать к более высоковольтному источнику питания.

Условное обознач ЛЭ с открытым коллектором.Условное обознач ЛЭ открытым эмиттером

23.Схемы с трехстабильным выходом.

Недостатки работы на линии передатчика с открытым коллекторным выходом состоит в том, что нарастающие фронты импульсов имеют значительно меньшую крутизну, чем спадающие. Причина здесь в том, что не существует транзисторного ключа на напряжение +5В. Крутизна фронтов импульсов становится тем меньше, чем длиннее линия передачи и чем больше емкость между линией связи и шиной заземления. Чтобы обойти эту трудность, были разработаны схемы с трехстабильным выходом. В такой схеме между выходом и шиной заземления, а также между выходом и линией питания включен низкоомный коммутирующий элемент. Поэтому и нарастающие, и спадающие фронты импульсов имеют практически одинаковую крутизну. В кабельных системах связи, имеющих несколько параллельных линий, для уменьшения помех используют ленточные провода со скрученными жилами. Одна жила в проводе служит для передачи информации, другая (обратная) – для заземления. Она заземляется и на стороне передатчика, и на стороне приемника. Эффект уменьшения помех в ленточном проводе достигается благодаря тому, что ток в обратной жиле наводится не по цепи заземления, а вследствие индуктивно-емкостных связей экрана с сигнальной жилой. Прямая и обратная линии образуют канал с волновым сопротивлением около 130 Ом. Мощность передатчика должна быть достаточной для того, чтобы при такой нагрузке обеспечить передачу по линии логических сигналов двух уровней. Чтобы избежать отражений, линия на стороне приемника должна быть нагружена на характеристическое сопротивление. 

Решение вопроса о том, какие провода следует применять в линии – со скрученными жилами или обычные ленточные с параллельными жилами (причем одна из жил может выполнять функцию обратной жилы), - зависит от различных факторов. К ним, в частности, относятся: уровень помех на стороне приемника, расписание работы линии связи (возможность использовать относительно «спокойные часы»), условия отражений на линии. Определенную роль играют такие факторы, как перекрестная модуляция импульсов, длина проводной (кабельной) линии связи и т.д. Зная свойства сигналов, вполне можно так выбрать время передачи информации, чтобы перекрестная модуляция и отражения особых трудностей не создавали.