Цифровые микросхемы. Логический элемент НЕ (INV)

Всем доброго времени суток! Как дом строят из кирпичей, так и цифровые устройства состоят из простых элементов – цифровых микросхем. Наиболее простые из них – логические элементы (или вентили, gates). В одной микросхеме может содержаться только строго определённое количество логических элементов, их может быть или 1, или 2, или 3, или 4, или 8 в одной микросхеме. Соответственно каждый логический элемент может иметь от 1 до 12 входов и 1 выход. При этом связь между входами и выходом соответствует таблице истинности. Логические элементы относятся к так называемым комбинационным микросхемам, и у них отсутствует какая-либо внутренняя память.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Достоинством логических вентилей является высокое быстродействие и небольшая потребляемая мощность, но на их основе довольно трудно реализовать сложную функциональность, поэтому чаще всего они используются в качестве дополнения к более сложным цифровым микросхемам или микроконтроллерам.

Логический элемент НЕ (Hex Inverters)

Начнём с наиболее простого из логических элементов – логического элемента НЕ (INV) или как его ещё называют инвертора. Как понятно из названия инвертор применяется для инвертирования, то есть изменения уровня сигнала (например, на вход поступает логическая «1», а на выходе получаем логический «0»). Как самый простой из логических элементов инвертор содержит всего один вход и один выход. Инверторы могут быть с тремя типами выходов: 2С, ОК или с Z – состоянием. Как указывалось в этой статье логический элемент НЕ имеет следующую таблицу истинности:

На принципиальных схемах логические элементы НЕ (инверторы) имеют следующее обозначение

Микросхемы инверторов содержат обычно шесть логических элементов НЕ (INV) и обозначаются префиксом ЛН (например, К155ЛН1, К561ЛН2). Как говорилось ранее, для ТТЛ микросхем с выходом ОК необходим выходной нагрузочный резистор (pull-up). Величина которого рассчитывается очень просто: R > U/I_OL, где U – напряжение источника питания, к которому подключается резистор.

Применение инверторов

Обычно, элементы НЕ применяются для преобразования уровней сигнала (из высокого в низкий или из низкого в высокий уровень). Второе предназначение – увеличения нагрузочной способности (буферизации) с инвертирование выходов более сложных микросхем. Например, когда сигнал с выхода микросхемы необходимо подать на несколько других, а выходной ток недостаточен.

Но существует и несколько нестандартных применений инверторов: построение генераторов и в случае, когда необходимо создать задержку сигнала.

Схемы генераторов представляют собой обыкновенные RC-генераторы, но характеристики можно рассчитать только приблизительно, так как она зависит от напряжения питания и типа применённой микросхемы. Частота генератора будет равна

Генераторы данного типа можно применять там, где не важна стабильность частоты, а важен лишь факт генерации импульсов. Более стабильные по частоте генераторы получаются, если вместо конденсатора применить кварцевый резонатор.

Довольно часто в цифровых схемах необходимо получит некоторую задержку сигнала, в этом случае инверторы могут пригодиться, на большую задержку рассчитывать не приходится (примерно до 100 нс). Для получения задержки сигнала инверторы соединяют последовательно.

Величину задержки можно рассчитать приблизительно по сумме задержек входного и выходного сигналов (t_PLH и t_PHL) для данной микросхемы. Например, для четырёх инверторов величину задержки можно оценить по формуле

но необходимо учитывать, что значения реальных задержек сильно отличаются от тех что даны в справочнике (в справочнике даны максимальные величины, а реальные могут обличаться более, чем в 2 раза).

Более значительные величины задержки сигнала можно получить, используя интегрирующие RC-цепи, но и здесь нельзя точно говорить о величине задержки, потому что разные типы цифровых микросхем срабатывают при разном уровне сигнала и разных напряжениях питания.

Ниже приведена таблица некоторых семейств микросхем, которые имеют в своём составе инверторы

Теория это хорошо, но необходимо отрабатывать это всё практически ПОПРОБЫВАТЬ МОЖНО ЗДЕСЬ

Логический элемент инвертор » Схемы электронных устройств

Логический элемент инвертор
Самый простой логический элемент — инвертор. Для его изучения понадобится модуль с шестью инверторами (рис. 1). Прежде всего нужно уточнить, что в логических схемах существует два уровня — «0» (низкий уровень) и «1» (высокий уровень). Проще говоря, ноль, — это когда напряжение около нуля, а единица, — это когда напряжение близко к напряжению питания (все это если измерять напряжение относительно минуса питания). Инвертор, это такой логический элемент, логический уровень на выходе которого противоположен уровню на его входе. Чтобы понять логику работы инвертора можно собрать схему, показанную на рисунке 2. Когда выключатель S1 выключен (то есть, в таком положении как на схеме), на входе первого инвертора модуля напряжение будет высоким (около напряжения питания), то есть логическая единица (светодиод HL1) не горит. А на выходе элемента будет ноль (светодиод HL2 горит). Если мы переключим S1 в другое положение, нуль будет на входе логического элемента, а на его выходе теперь будет единица. Поэтому, теперь HL1 горит, a HL2 не горит. Таким образом, горение светодиода показывает что здесь нуль, а если светодиод не горит — единица. Как видите, состояние выхода логического инвертора противоположно состоянию его входа. Еще логический инвертор называют «Элемент НЕ». Взяв два логических инвертора можно сделать мультивибратор. Мультивибратор это генератор логических импульсов, состояние на его выходе все время скачкообразно меняется, — то нуль, то единица. На рисунке 3 схема мультивибратора. Это два логических инвертора, включенных последовательно. Частота генерируемых импульсов (частота изменения логического уровня на выходе) зависит от сопротивления, включенного между входом и выходом первого инвертора и от емкости конденсатора между входом первого инвертора и выходом второго инвертора. Проще всего регулировать частоту переменным резистором R1. А на выходе подключим светодиод HL1. Этот светодиод будет мигать, а частота мигания будет зависеть от того, как мы повернем ручку переменного резистора R1. Но, мультивибратор состоит из двух логических инверторов, и у каждого есть свой выход. Что будет если подключить по светодиоду к каждому из выходов? Светодиоды будут зажигаться поочередно (рис. 4). Ведь инверторы мультивибратора включены последовательно, а это значит что когда на выходе одного инвертора — единица, на выходе другого — ноль. Мультивибратор, показанный на рисунках 3 и 4 работает на очень низкой частоте, которую можно регулировать примерно от 1 Гц до 0,3 Гц. Уменьшив сопротивление резисторов и емкость конденсатора можно вывести мультивибратор на звуковую частоту, затем подключить на выходе пьезодинамик и получится звуковой сигнализатор. На рисунке 5 показана схема звукового сигнализатора, частоту которого (тон звука) можно регулировать переменным резистором R1. Схема таймера показана на рисунке 6. Когда переключатель S1 находится в показанном положении, он закорачивает конденсатор С1. На входе инвертора, к которому подключен этот конденсатор, напряжение равно нулю, на выходе — единица. Светодиод HL1 не горит. Если мы переключим S1 в другое положение, конденсатор С1 больше не будет закорочен, и он начнет заряжаться через сопротивление R1 + R2. Напряжение на С1 будет медленно увеличиваться, и в определенный момент достигнет нижнего порога логической единицы. На выходе инвертора инвертора появится ноль и светодиод загорится. А вот теперь самое интересное, — промежуток времени от момента переключения S1 до момента зажигания светодиода зависит от того, как повернута ручка переменного резистора R1.

Hitachi Power Semiconductor Device, Ltd.

Серия входов VSP

Конфигурация системы

Примечание)

VSP : Аналоговый командный сигнал скорости
FG : Сигнал определения скорости

Тип	Название типа	Выдерживаемое напряжение (В)	Ток Пик (А)	Ток Средний (А)	Упак.	Позиция Датчик Вход	Функция защиты OCP (*1)	Защита Функция VCC LVD (*2)	Функция защиты OTP (*3)	Защита Функция MLP (*4)	Режим ожидания Функция	Примечание по применению	RoHS статус	Рейтинг MSL (*5)
Серия ввода ВСП	250	1,4	1,0	СОП-26 ДИП-26	ИС Холла или элемент Холла	Да (2 ступени)	Да	Да	Да	Да		Соответствует	3
	250	1,4	1,0	ХСОП-36Н	ИС Холла или элемент Холла	Да (2 ступени)	Да	Да	Да	Да		Соответствует	3
	250	1,4	1,0	СП-23ТА СП-23ТБ СП-23ТР	ИС Холла или элемент Холла	Да (1 ступень)	Да	Да	№	№		Соответствует	—
	600	1,5	0,7	СОП-26 ДИП-26	ИС Холла или элемент Холла	Да (2 ступени)	Да	Да	Да	Да		Соответствует	3
	600	1,5	0,7	ХСОП-36Н	ИС Холла или элемент Холла	Да (2 ступени)	Да	Да	Да	Да		Соответствует	3
	600	1,5	0,7	СП-23ТА СП-23ТБ СП-23ТР	ИС Холла или элемент Холла	Да (1 ступень)	Да	Да	№	№		Соответствует	—

*1

: Защита от перегрузки по току

*2

: Обнаружение низкого напряжения VCC

*3

: Защита от перегрева

*4

: Защита двигателя от блокировки

*5

: Только корпуса SMD (ECN30110F, ECN30210F/S) подлежат рейтингу MSL (уровни чувствительности к влаге).
На основе JEDEC J-STD-033C.

Серия с 3 и 6 входами

Конфигурация системы

*1

: Защита от перегрузки по току

*2

: Обнаружение низкого напряжения VCC

*3

: Защита от перегрева

*4

: Только корпуса SMD (ECN30620F, ECN30622F) подлежат рейтингу MSL (уровни чувствительности к влаге).
На основе JEDEC J-STD-033C.

Решения для преобразователей мощности постоянного тока в переменный | Microchip Technology

Преобразователь постоянного тока в переменный преобразует постоянный ток (DC) в переменный ток (AC). Входное напряжение, выходное напряжение, частота и общая потребляемая мощность зависят от конструкции конкретного устройства или схемы. Источник бесперебойного питания (ИБП) является типичным примером преобразователя постоянного тока в переменный. Он обеспечивает альтернативный источник питания для подключенного электронного оборудования, когда основной источник питания недоступен. Существует три типа систем ИБП, в зависимости от того, как электроэнергия хранится и передается на подключенное к ним электронное устройство:

• Автономный ИБП, часто называемый резервным ИБП
• Линейно-интерактивный ИБП, также известный как ИБП непрерывного действия
• Онлайн-ИБП, часто называемый ИБП с двойным преобразованием

 Обычный ИБП для компьютеров защищает от четырех типов событий электропитания:

• Скачки напряжения
• Недостаточное напряжение
• Полные сбои питания
• Широкие колебания частоты электрического тока

Цифровой источник бесперебойного питания (ИБП) с чистой синусоидой, эталонный проект

Этот эталонный проект основан на серии цифровых контроллеров сигналов (ЦПС) dsPIC33F «GS». Он демонстрирует, как методы цифрового питания применительно к приложениям ИБП позволяют легко модифицировать их с помощью программного обеспечения; использование магнитов меньшего размера; интеллектуальная зарядка аккумулятора; более эффективная компактная конструкция; снижение звуковых и электрических шумов за счет более чистой синусоидальной волны на выходе; USB-связь и недорогой общий перечень материалов.

Хотите узнать больше о преимуществах перехода на цифровые источники питания? Нажмите на ссылку ниже, чтобы загрузить нашу белую книгу о функциях, ценности и преимуществах цифрового управления источниками питания.

Упрощенный дизайн инверторов постоянного тока в переменный

MPLAB

^® PowerSmart™ Development Suite

Ускорьте разработку своих проектов силовых инверторов постоянного и переменного тока с помощью MPLAB PowerSmart Development Suite, удобной для пользователя экосистемы проектирования, которая устраняет необходимость вручную писать код, специфичный для DSP, для DSC dsPIC33.

Рекомендуемые продукты

Условные обозначения:
IC = Захват ввода
OC = сравнение выхода
MCCP = множественный захват/сравнение/PWM
SCCP = одиночный захват/сравнение/PWM
SMPS PWM = широтно-импульсная модуляция источника питания

Операционный усилитель

• MCP6022 — 10 МГц, 1 мА, сдвоенный операционный усилитель малой мощности

Читать далее

Драйвер МОП-транзистора

• MCP14E4 – 4,0 А драйвер двойного высокоскоростного силового МОП-транзистора с функцией включения для каждого выхода

Читать далее

Регулятор LDO

• TC1262 — 500 мА, фиксированный выход, CMOS LDO

Читать далее

Продукты

1. Продукты Full Digital Power
2. Аналоговые контроллеры мощности с цифровым расширением (DEPA)
3. Основные независимые периферийные устройства

Загрузка

Посмотреть все параметры

Пожалуйста, посетите полную параметрическую диаграмму. Если вы все еще не можете найти
диаграмму, которую вы ищете, пожалуйста, заполните нашу
Форма обратной связи на сайте
чтобы уведомить нас об этой проблеме.

Загрузка

Посмотреть все параметры

Пожалуйста, посетите полную параметрическую диаграмму. Если вы все еще не можете найти
диаграмму, которую вы ищете, пожалуйста, заполните нашу
Форма обратной связи на сайте
чтобы уведомить нас об этой проблеме.

Загрузка

Посмотреть все параметры

Пожалуйста, посетите полную параметрическую диаграмму. Если вы все еще не можете найти
диаграмму, которую вы ищете, пожалуйста, заполните нашу
Форма обратной связи на сайте
чтобы уведомить нас об этой проблеме.

Средства разработки

1. Аппаратные средства
2. Программные инструменты

MPLAB

^® Стартовый комплект и макетные платы

Наши стартовые наборы содержат все необходимое для начала работы, включая демонстрационное аппаратное и программное обеспечение, а также встроенный отладчик, позволяющий быстро оценить кремниевое и программное решение.

Читать далее

Макетные платы для полностью цифровых контроллеров питания

Стартовый комплект dsPIC33C Digital Power (DM330017-3). Этот стартовый комплект предназначен для ознакомления и демонстрации возможностей и функций новейшего семейства устройств dsPIC33C, предназначенных для цифровых приложений питания.

Стартовый комплект MPLAB для цифрового питания (DM330017-2) — легко изучите возможности цифрового преобразования энергии и функции семейства ЦПС dsPIC33F GS.

Комплект для разработки низковольтной коррекции коэффициента мощности (DV330101) — Комплект для разработки низковольтной коррекции коэффициента мощности (LVPFC) обеспечивает безопасные уровни напряжения при умеренной мощности при разработке алгоритмов в топологии коррекции коэффициента мощности (PFC). Эти алгоритмы можно применять на реальных разрабатываемых системах с минимальными изменениями.

Цифровая плата разработки мощности (DM330029) — Цифровая плата разработки мощности обеспечивает гибкую измерительную платформу для всех совместимых цифровых модулей питания dsPIC33 (DP PIM). — Комплект для разработки ККМ напряжения, цифровые силовые PIM (DP PIM) обеспечивают доступ к аналоговым входам dsPIC33 DSC, выходам цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), выходам широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и входам общего назначения и Выходные (GPIO) порты.

• dsPIC33EP128GS806 PIM цифрового питания (MA330043)
• dsPIC33CK256MP508 PIM цифрового питания (MA330048)
• dsPIC33CH512MP506 PIM цифрового питания (MA330049)

Плата для разработки dsPIC33CH Curiosity (DM330028-2) — Плата для разработки dsPIC33CH Curiosity представляет собой экономичную платформу для разработки и демонстрации семейства высокопроизводительных двухъядерных ЦСК dsPIC33CH512MP508. Он предлагает настраиваемую тестовую схему импульсного источника питания (SMPS), которая может работать в режимах понижающего, повышающего или повышающе-понижающего режима, используя либо режим управления по напряжению, либо режим пикового тока.

Плата для разработки dsPIC33CK Curiosity (DM330030) — Плата для разработки dsPIC33CK Curiosity (DM330030) представляет собой экономичную платформу для разработки и демонстрации семейства одноядерных высокопроизводительных цифровых сигнальных контроллеров dsPIC33CK.