Or you want a quick look: Công tắc trạng thái rắn
Không giống như Mạch Logic Tuần tự có đầu ra phụ thuộc vào cả đầu vào hiện tại và trạng thái đầu ra trước đó của chúng, tạo cho chúng một số dạng Bộ nhớ . Đầu ra của Mạch logic tổ hợp chỉ được xác định bởi hàm logic của trạng thái đầu vào hiện tại của chúng, logic “0” hoặc logic “1”, tại bất kỳ thời điểm nào cho trước.
Kết quả là các mạch logic tổ hợp không có phản hồi và bất kỳ thay đổi nào đối với tín hiệu được áp dụng cho đầu vào của chúng sẽ ngay lập tức có ảnh hưởng ở đầu ra. Nói cách khác, trong Mạch logic tổ hợp , đầu ra luôn phụ thuộc vào sự kết hợp của các đầu vào của nó. Vì vậy, một mạch tổ hợp là không có bộ nhớ .
Vì vậy, nếu một trong các điều kiện đầu vào của nó thay đổi trạng thái, từ 0-1 hoặc 1-0 , thì đầu ra kết quả cũng sẽ như vậy theo mặc định, các mạch logic tổ hợp không có “bộ nhớ”, “thời gian” hoặc “vòng phản hồi” trong thiết kế của chúng.
Tổ hợp logic
Mạch logic tổ hợp được tạo thành từ các cổng logic cơ bản NAND, NOR hoặc NOT được “kết hợp” hoặc kết nối với nhau để tạo ra các mạch chuyển đổi phức tạp hơn. Các cổng logic này là khối xây dựng của các mạch logic tổ hợp. Một ví dụ về mạch tổ hợp là một bộ giải mã, chuyển đổi dữ liệu mã nhị phân có ở đầu vào của nó thành một số dòng đầu ra khác nhau, mỗi dòng tạo ra một mã thập phân tương đương ở đầu ra của nó.
Các mạch logic tổ hợp có thể rất đơn giản hoặc rất phức tạp và bất kỳ mạch tổ hợp nào cũng có thể được thực hiện chỉ với các cổng NAND và NOR vì chúng được phân loại là các cổng “phổ thông”.
Ba cách chính để xác định chức năng của mạch logic tổ hợp là:
- 1. Đại số Boolean – Điều này tạo thành biểu thức đại số cho thấy hoạt động của mạch logic đối với mỗi biến đầu vào Đúng hoặc Sai dẫn đến đầu ra logic “1”.
- 2. Bảng thử đúng – Bảng thử đúng xác định chức năng của cổng logic bằng cách cung cấp một danh sách ngắn gọn hiển thị tất cả các trạng thái đầu ra ở dạng bảng cho mỗi sự kết hợp có thể có của biến đầu vào mà cổng có thể gặp phải.
- 3. Sơ đồ logic – Đây là một biểu diễn đồ họa của một mạch logic cho thấy hệ thống dây điện và kết nối của từng cổng logic riêng biệt, được biểu diễn bằng một ký hiệu đồ họa cụ thể, thực hiện mạch logic.
và cả ba biểu diễn mạch logic này được hiển thị bên dưới.
Vì các mạch logic tổ hợp chỉ được tạo thành từ các cổng logic riêng lẻ, chúng cũng có thể được coi là “mạch ra quyết định” và logic tổ hợp là việc kết hợp các cổng logic với nhau để xử lý hai hoặc nhiều tín hiệu nhằm tạo ra ít nhất một tín hiệu đầu ra theo chức năng logic của mỗi cổng logic. Mạch tổ hợp chung tạo thành từ các cổng logic cá nhân thực hiện một ứng dụng mong muốn bao gồm Multiplexers , De-multiplexers , mã hóa , giải mã , đầy đủ và nửa bộ cộng , vv
Phân loại Logic tổ hợp
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của logic tổ hợp là trong các mạch loại Bộ ghép kênh và Bộ tách kênh. Ở đây, nhiều đầu vào hoặc đầu ra được kết nối với một đường tín hiệu chung và các cổng logic được sử dụng để giải mã một địa chỉ để chọn một công tắc đầu vào hoặc đầu ra dữ liệu duy nhất.
Bộ ghép kênh bao gồm hai thành phần riêng biệt, bộ giải mã logic và một số bộ chuyển mạch trạng thái rắn, nhưng trước khi chúng ta có thể thảo luận chi tiết hơn về bộ ghép kênh, bộ giải mã và bộ ghép kênh, trước tiên chúng ta cần hiểu cách các thiết bị này sử dụng “bộ chuyển mạch trạng thái rắn” này trong thiết kế của chúng .
Công tắc trạng thái rắn
Các thiết bị logic TTL tiêu chuẩn được tạo thành từ các bóng bán dẫn chỉ có thể truyền các dòng tín hiệu theo một hướng và chỉ làm cho chúng trở thành thiết bị “một chiều” và bắt chước kém các công tắc hoặc rơle điện cơ thông thường. Tuy nhiên, một số thiết bị chuyển mạch CMOS được tạo thành từ FET hoạt động như các thiết bị chuyển mạch “hai chiều” gần như hoàn hảo, khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng như các thiết bị chuyển mạch trạng thái rắn.
Công tắc trạng thái rắn có nhiều loại và xếp hạng khác nhau, và có nhiều ứng dụng khác nhau để sử dụng công tắc trạng thái rắn. Về cơ bản chúng có thể được chia thành 3 nhóm chính khác nhau để chuyển đổi các ứng dụng và trong phần logic tổ hợp này chúng ta sẽ chỉ xem xét loại chuyển mạch Analogue nhưng cơ bản là giống nhau cho tất cả các loại bao gồm cả kỹ thuật số.
Ứng dụng công tắc trạng thái rắn
- Công tắc tương tự – Được sử dụng trong Chuyển mạch và Truyền dữ liệu, Chuyển mạch Tín hiệu Video và Âm thanh, Mạch điều khiển Thiết bị và Quy trình… vv.
- Bộ chuyển mạch kỹ thuật số – Truyền dữ liệu tốc độ cao, chuyển mạch và định tuyến tín hiệu, Ethernet, LAN, USB và truyền nối tiếp … vv.
- Công tắc nguồn – Nguồn điện và các ứng dụng chuyển mạch chung “Nguồn chờ”, chuyển dòng điện và dòng điện lớn hơn… vv.
Công tắc song phương tương tự
Công tắc tương tự hoặc “Tương tự” là những loại được sử dụng để chuyển đổi dòng dữ liệu hoặc tín hiệu khi chúng ở trạng thái “BẬT” và chặn chúng khi chúng ở trạng thái “TẮT”. Việc chuyển đổi nhanh chóng giữa trạng thái “BẬT” và “TẮT” thường được điều khiển bởi một tín hiệu kỹ thuật số được đưa vào cổng điều khiển của công tắc. Một công tắc tương tự lý tưởng có điện trở bằng 0 khi “BẬT” (hoặc đóng) và điện trở vô hạn khi “TẮT” (hoặc mở) và các công tắc có giá trị R BẬT nhỏ hơn 1Ω thường có sẵn.
Công tắc tương tự trạng thái rắn
Bằng cách kết nối MOSFET kênh N song song với MOSFET kênh P cho phép các tín hiệu truyền theo một trong hai hướng, làm cho nó trở thành công tắc “Hai hướng” và xem liệu kênh N hoặc thiết bị kênh P mang nhiều tín hiệu hơn hay không. phụ thuộc vào tỷ lệ giữa đầu vào và điện áp đầu ra. Hai MOSFET được chuyển sang “BẬT” hoặc “TẮT” bởi hai bộ khuếch đại không đảo và đảo bên trong.
Cũng giống như công tắc cơ học, công tắc tương tự có nhiều dạng hoặc dạng tiếp xúc khác nhau, tùy thuộc vào số lượng “cực” và “lực” mà chúng cung cấp. Do đó, các thuật ngữ như “SPST” (ném đơn một cực) và “SPDT” (ném đôi một cực) cũng áp dụng cho các công tắc tương tự trạng thái rắn với “thực hiện trước khi ngắt” và “ngắt trước khi thực hiện” cấu hình có sẵn.
Các loại công tắc tương tự
Các bộ chuyển mạch tương tự riêng lẻ có thể được nhóm lại với nhau thành các gói IC tiêu chuẩn để tạo thành các thiết bị có nhiều cấu hình chuyển mạch SPST (bộ chuyển mạch đơn cực đơn) và SPDT (bộ chuyển mạch đơn cực đôi) cũng như bộ ghép kênh đa kênh.
Công tắc tương tự phổ biến nhất và đơn giản nhất trong một gói IC là 74HC4066 có 4 Công tắc “BẬT / TẮT” hai chiều độc lập trong một gói duy nhất nhưng các biến thể được sử dụng rộng rãi nhất của công tắc tương tự CMOS là những biến thể được mô tả là “Đa cách Chuyển mạch song phương ”còn được gọi là IC“ Bộ ghép kênh ”và“ Bộ tách kênh ”và chúng sẽ được thảo luận trong phần hướng dẫn tiếp theo.
Tóm tắt Mạch logic tổ hợp
Tóm lại, Mạch logic tổ hợp bao gồm đầu vào, hai hoặc nhiều cổng logic cơ bản và đầu ra. Các cổng logic được kết hợp theo cách mà trạng thái đầu ra phụ thuộc hoàn toàn vào các trạng thái đầu vào. Các mạch logic tổ hợp không có “bộ nhớ”, “thời gian” hoặc “vòng phản hồi”, hoạt động diễn ra tức thời. Một mạch logic tổ hợp thực hiện một hoạt động được gán logic bởi một biểu thức Boolean hoặc bảng sự thật.
Ví dụ về các mạch logic tổ hợp phổ biến bao gồm: bộ cộng một nửa, bộ cộng đầy đủ, bộ ghép kênh, bộ phân kênh, bộ mã hóa và bộ giải mã, tất cả chúng ta sẽ xem xét trong một vài hướng dẫn tiếp theo.
