Integrované odvody
Integrované
obvody (IO) sa v dnešnej dobe využívajú všade tam, kde sa používa akékoľvek
elektronické zariadenie.
Čo je to vlastne IO? V podstate to je funkčný celok vytvorený na jednom chipe.
Obsahuje viacero prvkov predovšetkým tranzistory (pri microprocesoroch sú to
desiatky až stovky miliónov), diódy, rezistory a kondenzátory.
IO
rozdelujeme podľa toho s akým druhom signálu pracujú:
Spojité = analógové IO,pracujú s spojitým signálom a ich predstavitelom je
operačný zosilnovač.
Číslicové (nespojité) = digitálne IO, pracujú s digitálnym signálom a ich
predstavitelom sú logické obvody.
Logické obvody sa delia na dve velké skupiny. Kombinačné a Sekvenčné. Najväčší
rozdiel spočíva v tom, že sekvenčné IO
majú pamäť.
Ďalej môžeme kombinačné IO rozdeliť na:
AND:
Je logický obvod, ktorý modeluje logický súčin. Máme výroky A a B. Výrok A a B
je pravdivý iba vtedy ak sú obidva pravdivé.
OR:
Je logický obvod, ktorý modeluje logický súčet. Výrok A alebo B je pravdivý
práve vtedy, ak aspoň jeden z výrokov A a B je pravdivý.
NOR:
Je logický obvod, ktorý modeluje logický súčet a potom ho zneguje. Výrok A NOR
B je pravdivý práve vtedy keď je výrok A OR B nepravdivý
NAND:
Je logický obvod, ktorý modeluje logický súčin a potom ho zneguje. Výrok A NAND
B je pravdivý práve vtedy keď je výrok A AND B nepravdivý
NOT:
Je logický obvod, ktorý modeluje logickú negáciu. Negácia výroku A je výrok,
ktorý je pravdivý práve vtedy, keď je výrok A nepravdivý a naopak.
Zložené: kóder-dekóder, hradlo, multiplexor, demultiplexor, sčítačka-modul2 a pod....
Sekvenčné rozdelujeme na:
1.Asynchrónne = neriadené
2.Synchrónne = riadené
Technológie číslicových IO:
Popisujú vnútorné zapojenia logických členov.
DTL (diode transistor logic)
ECL (emitor coupled logic)
IIL (integrated injection logic)
TTL(transistor-transistor logic)
NE555
NE555 je integrovaný obvod používaný najčastejšie ako časovač alebo generátor rôznych pravouhlých signálov.
Obsahuje dva komparátory a jeden preklápací obvod na výstupe. Komparačné úrovne sú odvodené z deliča napätia pozostávajúceho z troch 5 kΩ rezistorov (z čoho je odvodené označenie obvodu).
Aj keď bol navrhovaný ako časovač, je taký univerzálny, že sa dá použiť aj na obrovské množstvo iných aplikácií ako napr. generátory zvuku atď.
Vysvetlenie skratiek jednotlivých vývodov obvodu:
1.GND elektrická zem obvodu
2.TR trigger - úroveň spúšťania
3.OUT output - výstup
4.RST reset - nulovanie
5.CV control voltage - riadiace napätie [0 V]
6.TH threshold - prahová úroveň
7.DIS discharge - vybíjanie
8.+UCC napájanie napätie
Vysvetlenie činnosti :
Činnosť obvodu je založená na vyhodnocovaní veľkostí napäťových úrovní na vstupoch komparátorov K1 a K2. Referenčné úrovne pre tieto komparátory sú odvodené z napájacieho napätia +UCC prostredníctvom odporového deliča realizovaného z troch rovnakých rezistorov o hodnote 5 kW. Komparátor K1 má na svojom invertujúcom vstupe (–) (vývod číslo 5, označený CV ) referenčnú napäťovú úroveň 2/3 UCC. Jeho výstup je pripojený na vstup R ( reset ) R–S preklápacieho obvodu H1. Ak sa objaví na neinvertujúcom vstupe (+) komparátora K1 ( vývod číslo 6, označený TH ) napätie rovné alebo väčšie ako 2/3 UCC, na jeho výstupe sa zmení napätie z 0V na napätie blízke +UCC. Táto zmena výstupu spôsobí nastavenie R–S preklápacieho obvodu H1 do logického stavu, a to : na výstupe Q bude logická “0”, t.j. napätie blízke 0V čo spôsobí, že tranzistor T1 koncového stupňa bude uzatvorený. Na výstupe bude logická “1”, t.j. napätie blízke +UCC čo spôsobí, že tranzistor T2 koncového stupňa bude otvorený a teda na výstupe obvodu 555 ( vývod číslo 3 ) bude napätie blízke 0V. Zároveň je otvorený aj spínací tranzistor T3.
MH7400
Číslicové intergrované obvody NAND využívajú logickú funkciu: Y=A.B . Je to
takzvaná Schefferova funkcia. Integrované obvody sú miniatúrne elektronické
obvody, v ktorých sú všetky alebo časť prvkov spolu s vodivými prepojeniami
medzi nimi, nerozoberateľne vyrobené v jednom technologickom cykle vo vnútri
alebo na jednej podložke. Podložkou je najčastejšie monokryštalický kremík.