1.2. Мультивибраторлардың логикалық элементтерін есептеу

Электронды есептеу машиналарының, цифрлы өлшеуіш аспаптарының, өндірістік автоматты қондырғылардың негізінде логикалық элементтер деп аталатын қарапайым тізбек жатады. Логикалық элементтердің тізбектерінің ескерілетін шама- олардың кірмесі мен шықпасындағы кернеулердің бары не жоғы немесе олардың потенциалдық деңгейлері. Кернеудің бары немесе жоғарғы деңгейді «1»деп, ал оның жоғары немесе төменгі деңгейі «0» деп алынады. Осы себепті де жоғарыда аталған құрылғыларда екілік санау жүйесін қолданылады. Екілік санау жүйесін қолдау ЕМЕС, ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ деп аталатын қарапайым үш түрлі тізбекті барлық логикалық және цифрлық құрылғылардың негізіне алуға мүмкіндік береді.

ЕМЕС логикалық элементі пайымдалған тұжырымды теріске шығару операциясын орындайды. Мұны логикалық алгебрада А=В деп жазылады да, «А» деген «В» емес деп оқиды. Ендеше нөлді бірлік теріске шығады (0=1 ) да, ал бірлікті нөл теріске шығарады (1=0). ЕМЕС логикалық элементін транзистордың көмегімен орындау сұлбасы келтірілген. Егер кірмеге кернеу берілсе (A=1), онда транзистор ашылады да қорек көзінің кернеуі түгел дерлік Rk резисторына түседі. Сондықтан шықпада кернеу нөлге тең деп алуға болады, яғни В=0. Кірмелік сигнал жоқ кезде (А=0) транзистордың кедергісі Rк резисторының кедергісінен әлдеқайда көп болғандықтан шықпаның кернеуі шамамен қорек көзінің кернеуіне тең болады, яғни В=1. Былайша айтқанда «А бар болса В жоқ» , «А жоқ болса В бар».

ЖӘНЕ элементі С=АхВ логикалық көбейту амалын орындайды. Бұл «С айтымы дұрыс, егер А және В айтымдары дұрыс болса» деген ұғымды білдіреді. Басқаша айтқанда «С бар, егер А да және В да бар болса». Шықпалық кернеу Rк резисторынан алғандықтан, ондағы кернеу VT1 және VT2 транзисторлары ашық болғанда ғана пайда болады. Ал транзистордың екеуі де ашық болуы үшін А және В кірмелерінің екеуінде де сигнал беру керек. Күй кесіндісінен көріп тұрғандай С= 1, егер А= 1 және В= 1 болса. Басқа жағдайлардың барлығында да С= 0.

НЕМЕСЕ элементіC=A +B қосу амалын орындайды. Бұл «С айтымы дұрыс, егер А айтымы дұрыс болса немесе В айтымы дұрыс болса» деген ұғымды білдіреді. Басқаша айтқанда «С бар, егер А бар болса немесе В бар болса». НЕМЕСЕ элементін диодтардың көмегімен құрған тізбекте кернеу кірмелердің біреуіне немесе екеуіне кернеу берген жағдайда пайда болады. Тізбектің күй кестесінен көрініп тұрғандай, С 1 егер А 1 де В 0 немесе А 0 де В 1, ал С 0, егер А 0 және В 0 болса.

Қарастырылған логикалық элементтерден басқа екі немесе одан да көп амалдарды орындайтын НЕМЕСЕ-ЕМЕС һәм ЖӘНЕ - ЕМЕС деп аталатынэлементтер де кеңінен қолданылады.

НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементінің электрлік сұлбасы, күй кестесі және транзистор жабық болғандықтан оның шақпасындағы кернеу шамамен қорек көзінің кернеуіне жуық болады, яғни А= 0 және В= 0 болса ғана С=1. Егер кірменің біреуіне немесе екеуіне де кернеу берілсе, онда транзистор ашылады да шықпасында кернеу шамамен нөлге тең болады, яғни С=0,егер А=1, В=1 немесе А=1, В= 0 емесе А=0, В=1болса.

ЖӘНЕ-НЕМЕСЕ элементінің электрлік сұлбасы, күй кестесі және шартты белгісі 2-суретте келтірілген. Бұл тізбекте екі кірмеге сигнал берген жағдайда ғана шықпада кернеу болмайды, яғни С=0,егер А=1және B= 1 болса.

Қалған күйлердің барлығында да транзисторлардың біреуі немесе екеуі де жабық болатындықтан шықпада қорек көзінің кернеуіне тең кернеу болады.

НЕМЕСЕ –ЕМЕС һәм ЖӘНЕ-ЕМЕС элементтерінен триггерлерді де құрастыруға болады. Бастапқыда триггердің Q шықпасы «1» деңгейде, ал Q шықпасы «0» деңгейде екен делік. Бұған R,S кірмелерінде «0» деңгей сәйкес келеді.

Шынында да Э1 элементінің кірмелерінде «0» болғандықтан шықпасында «1», ал Э2 элементінің R кірмесінде «1» де, S кірмесінде «0» болғандықтан шықпасында «0» болып тұр.

Триггердің S кірмесінде «1» сигнал, ал R кірмесінде «0» сигнал бергеннен оның күйі өзгермейді. Триггердің күйін өзгерту үшін S кірмесіне «0» сигнал, ал R кірмесіне «1» беру керек. Мұндай жағдайда оның Qшықпасында «0»сигнал да Q шықпасында «1» сигнал пайда болады.

ЖӘНЕ- ЕМЕС элементтерінен тұратын триггер осы секілді жұмыс істейді. Бірақ НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементтерінен тұратын триггерінің кірмелеріне бір уақытта «0» сигнал беруге болмайды. Өйткені мұндай сигналдардан тізбектің триггерлік жұмыс күйі бұзылады.