Схема поєднання датчика з ISA

Схемотехника.

1. Базові елементи ТТЛ 155-ї серії. Схеми, принцип роботи, призначення елементів АБО К155ЛА3 і К155ЛР1.

ТТЛ Обеспечивает вимога швидкодії і споживаної потужності. У чиїх інтересах погодження з ЛЕ інших типів використовуються перетворювачі рівня вигляді схеми з простим инвертором чи з складним инвертором. Задля реалізації можна використовувати диодно-резисторную логіку (Шотки) зі складною инвертором.

ЛЭ ТТЛ з простим инвертором Достоинства.

1. Простота технічної реалізації (однією кристалле).

2. Малі паразитні ємності, отже велике швидкодія. Недостатки.

1. Нижчий стійкість перед перешкодами проти ДТЛ (U+пом ТТЛ <

U+пом ДТЛ, U-пом ТТЛ < U-пом ДТЛ).

2. Малий Kраз (Kраз — число одиничних навантажень, одночасно підключених до виходу ЛЕ) Застосовується у випадках, коли потрібно високі стійкість від статичних перешкод і Kраз.

Схема з відкритою коллектором.

Можно включати резистор, світлодіод, реле, обмотку потужного трансформатора. Схема ТТЛ явл. подальшим розвитком ДТЛ. Так ДРЛ (диодно-резисторная логіка) замінено МЕТ (многоэмиттерный транзистор) з резистором. [pic].

Мал.1 Задля реалізації операції y=x1x2 [pic].

Рис. 2 [pic].

Рис. 3 База-коллектор VT1 виконують функцію смещающего діода VD3 з схемою ДТЛ. Еквівалент діода VD4 ДТЛ у схемі ТТЛ відсутня. Достоинства.

1. Відсутня опір витоку (в ДТЛ R2).

2. МЕТ забезпечує розсмоктування неосновних носіїв в галузі бази VT2.

Условия.

1. Позитивна логика.

2. [pic].

3. [pic] [pic] 1 випадок x1=x2=1, тобто. Ux1=Ux2=U1 («1».

МЕТ виконує такі функции:

1. Операція «І» [pic].

2. Посилення сигнала.

3. VD1, VD2.

4. VD3 у схемі ЛЕ ДТЛ.

VD1 ((база-эмиттер VT1) х1,.

VD2 ((база-эмиттер VT1) х2.

Діод усунення VD3 (база-коллектор VT1.

Перехід база-эмиттер VT1 смещённый у напрямі; перехід базаколектор VT1 смещён у напрямку, (режим активний инверсный.

Uк-э МЕТ (0,1 В.

Uа = Uб-к VT1 про + Uб-эVT2 про — Uк-эVT1 (1,5 В.

VT2, R2 реалізують «НЕ». Принцип той самий, як і ДТЛ (VT2 відкритий, насичений. Rвых мало ((5.40 Ом) (Uy = U0 (0,2 В 2 случай.

Ux1 = 0,2 В Ux2 = 4 В.

(Up — Un) VT1 x1 = UИП — Ux1 =5 — 0,2 = 4,8 В.

Відкритий, т.а. Ua = Uб-эVT1 x1 одкр. + Ux1 = 0,8 + 0,2 = 1 В.

А, щоб відкрити VT1б-к і VT2э-б потрібно [pic].

VT2 закрыт.

МЕТ перебуває у відкритому і насиченому стані. Режим активний і насыщенный.

ЛЭ ТТЛ-типа серії К155.

1. Краз мало — в ТТЛ з простим инвертором 2. Rвых (Rк VT Для усунення нестачі застосовують ТТЛ зі складною инвертором. [pic].

Рис. 4 ЛЕ ТТЛ-типа зі складною инвертором.

Состав схемы.

1. На VT1 МЕТ і R1 зібрано коньюнктор [pic].

2. Складний інвертор (VT2-VT5, R2-R5).

3. Демпфирующий діод VD3.

Складний інвертор включає в себя:

1. VT2 з R2, R3, R4, VT5. З одного боку фазоразделительный каскад з коригуючою ланцюжком VT5, R3, R4.

2. Вихідний каскад (VT3, VT4, VD3, R5). з) Эмиттерный повторювач на VT3 (ЭП). d) Інвертор на VT4. Призначення VD1, VD2.

Це правда звані демпфирующие діоди — для шунтування (на корпус) сигналу негативною полярності з рівнем більш 0,6 В. При позитивної логіці рівні сигналов[pic]и [pic] при UИП = +5 В.

1. Вхідні ланцюга мають паразитное З повагою та паразитное L.

2. Наведення (наведённые статичні помехи).

Перші створює коливальний контур (к/к) [pic] [pic].

Рис. 5 У час закінчення сигналу (Ua — Uk) VD1,2 = 0 — (-0,8) = 0,8 В > UVD3 = 0,6 В (VD1 відкрито й (RVD Про = Rпр = 5.20 Ом і усувається негативна полярність в заваді. Позитивна перешкода впливу не надає внаслідок своєї малости.

МЭТ.

VT1, R1 призначені для реалізації операції «І». Він є диодную складання. Порівняємо з ДТЛ 1. (б-э)х1 (VD1 (ДТЛ).

(б-э)х2 (VD2 (ДТЛ).

(б-к)VT1 (VD3 (діод усунення ДТЛ) 2. Виконує операцію посилення. 3. При закриванні VT2 з області бази (p) здійснюється розсмоктування неосновних носіїв (VT1 заміняє Rутечки, включену в ланцюг бази транзистора VT1 ДТЛ (R3).

Режим роботи транзистора VT1.

1. Режим насичення. 2. Активний инверсный.

1. Відбувається у разі на вхід сигналу низького рівня. І тут б-э зміщуються у напрямку, R мало, транзистор відкрито й насичений; б-к зміщений у напрямі, але відкритий. 2. Коли x1 і x2 подано «1», то б-э зміщено у напрямі, R велике, а б-к зміщений у напрямку (R мало).

Рассмотрим призначення VT2.

Если замкнути R3 на корпус і зробити два розриву (як показано на рис.4). VT2 призначений керувати VT3 і VT4. У насиченому стані струм IэVT2=Iк+Iб (IнVT2 < IнVT4). Якщо точці k «-», то точці з «-».

VT3(ЭП) ЭП має Rвых мале за будь-якої навантаженні в эмиттерной ланцюга. Rвых при вимкненому ЛЕ також мало. Що стосується на вхід «0» закривається VT3. Цим виключається можливість перебігу наскрізного струму джерела харчування через відкриті VT3 і VT4. Що стосується відкритого VT3 VD3 закривається, тобто. відсутня недолік простого инвертора, тобто. потужність споживання менше. 1 случай.

U1 = U2 = U1 («1».

(б-э)VT1 зміщено у протилежному направлении.

(б-к)VT1 смещён у напрямку. (VT1 працює у активному інверсному режимі. Потенціал т. а достатній, щоб відкрити перехід (бк)VT1, (б-э)VT2, (б-э)VT5 і (б-э)VT4.

[pic].

При відкритому p-n переході [pic].

[pic].

VT2 відкрито й насыщен.

Струм протікає по ланцюга: «+"ИП (R2 ((к-э)VT2о.н. (R3 (VT5 (корпус.

(R4 (.

VT4 відкривається напругою Uc. Воно створюється після відкриття VT2 і VT5 струмом эмиттера VT2.

Коригувальна ланцюжок варта захисту від статичних помех.

(збільшення [pic]) проти ЛЕ без коригуючою ланцюжка з допомогою зміни форми. У чиїх інтересах підвищення помехоустойчивости використовується VT2 (це VD4 у схемі ДТЛ).

(б-э)VT1 (VD4 ДТЛ.

(б-э)VT2 (VD3 ДТЛ.

Uколлектора насичення VT4=0,1 В 2 случай.

Коли одне із входів подати рівень напруги, відповідним логічному «0», то через перехід (б-э)VT1 струм протече по ланцюга: «+"ИП.

(R1 ((б-э)VT2 (X1 (корпус.

Ua = U (б-э)откр.VT1 + UX1 = 0,8 + 0,2 = 1 В.

Uk = Ua — U (к-э)VT1 = 1 — 0,1 = 0,9 В.

VT2-VT4 — закрыты.

При VT2 закритому Uб (UИП = 5 В. VT3, VD3 відкриті, (Uy = UИП -.

U (б-э)VT3 — UVD3о = = 5−1,6 = 3,4 В Параметры ТТЛ зі складною инвертором Основным параметром в статичному режимі є [pic], [pic], Рпот.ср. (середня споживана потужність). [pic] на VT3 мало (Kраз високий! [pic].

Рис. 6 [pic] [pic] при X2 [pic] [pic] [pic] [pic] ЛЕ включений, тобто. VT2 і VT4 відкриті і насичені. VT3 і VD3 закриті. При Uвых = U0 ([pic] [pic] [pic].

ЛЭ ТТЛ-типа з відкритою коллектором Применение: у разі включення до вихідний каскад таких компонентів, як реле, світлодіод, трансформатор тощо. у разі включення резистора в коллекторную ланцюг із подачею вищого напруги харчування (до 30В). [pic].

Рис. 7.

ЛЭ ТТЛ-типа з 3-мя станами выхода.

Roff — високе вихідний опір [pic].

Див. Мал.8 Фрагмент таблиці істинності: |X1 |X2 |X3 |Y | |1 |1 |1 |Rof| | | | |f | |0 |1 |0 |1 |.

Склад схеми: 1. Коньюнктор (VT1, R1). У точці 1 [pic]. 2. Складний інвертор з коригуючою ланцюжком: фазоразделительный каскад, коригувальна ланцюжок, ЭП. Крім цих компонентів в схему включені VT6, R6, R7. Колекторна ланцюг VT6 включено до коллекторную ланцюг VT2 у точці а. Це необхідне реалізації третього стану схеми. Розглянемо принцип роботи з допомогою таблиці істинності. Нехай на входах високий рівень (1 поз. таблиці). У цьому випадку VT6 відкрито й насичений. Опір VT6 мало (становить rвых VT6 = rн =5.20 Ом). З цього випливає, що U (к-э)нVT6 (0,2 В. (Ua = 0,2 В. Визначимо, яке U в т.1 Uк = UбVT2. VT1 — активний інверсний режим. U1 > Ua (VT2 — активний інверсний режим. Струм тече по цепи:

«+"ИП (R1 (б-к VT1(б-к VT2 (к-э VT6 (корпус («-"ИП. U1 = U (б-к)оVT2 + U (к-э)насVT6 = 1 В І тут закритий VT5. Далі цитата Тимошенко В. С.: «На якому стані VT4 і VD1? Та ж закриті!!!». (не вдома високе опір Roff.

2 позиція таблиці. VT6 закритий, Rк-э високе. Висновок: з подачею на вхід X3 U0 при позитивної логіці VT6 закритий і схема ЛЕ може мати 2 стану — включене і выключенное.

Базовые ЛЕ ЭСЛ-типа 500-ой серии.

Достоинства: ЛЕ ЭСЛ-типа застосовують у швидкодіючих пристроях, т.к. вона (ЭСЛ) має мале tздр (час затримки). Це обусловлено:

[pic] (1), де Uл — логічний перепад. (Примітка. Для ТТЛ з простим инвертором [pic]) Якщо (1) при Cн = const зменшити Uл, то tздр зменшується. ЛЕ ЭСЛ має малий рівень логічного перепаду, дост. Великий струм зарада Cпар, (тривалість позитивного перепаду схеми мала. Розглянемо склад, принцип праці та призначення елементів схеми. При позитивної логіці U1 = - 0,9 В, U0 = - 1,7 В, опорне напруга [pic]. «ИЛИ-ИЛИ-НЕ» [pic].

Див. Мал.9 1. Токовый перемикач. 2. Джерело опорного напруги. 3. Эмиттерные повторители.

1. VT1, VT2 — плече диференціального усилителя.

R1, R2, R5.

R3, R4 — опору утечки.

На б VT1 і VT2 подаються вхідні сигналы.

На б VT3 надходить опорне напруга -1,3 В.

Uл = U1 — U0 = 0,8 В 2. Дільник R7R8, діоди VD1 і VD2, ЭП VT4R6, VT3. 3. VT5R9 (R9 і R10 в схему ЛЕ в інтегральному виконанні не входят).

VT6R10.

U (б-э)оVT5,6 = 0,8 В Робота X1 = X2 = 0 U1 = - 0,9 В U0 = - 1,7 В Uоп = -1,3 В VT1 і VT2 закриті. Iк1,2 = 0. VT3 відкритий. У цьому Uc=-(Uоп) + (-U (б-э)VT3) = (-1,3) + (-0,75) = = -2,05 В І з VT3? Перевіримо: (Uб — Uэ) VT3 = (-1,3) — (-2,05) = 0,75 — вона відкрита. (Uб — Uэ) VT1,2 = (-U0) — (-Uc) = (-1,7) — (-2,05) = 0,35 В < Uэз = 0,6 В (VT1,2 — закриті. Т.к. через R1 при закритих VT1 і VT2 протікає струм IбVT5 (ЭП) по ланцюга: «+"ИП (R1 (б-э VT5(R9 («-"ИП [pic] Режим роботи VT5 підібрали тож він завжди відкрито й нього тече струм: «+"ИП (R1 (к-э VT5 (R9 («-"ИП Uб-эVT5o = -0,8 В Uy1 = (Ua + Uб-эVT5) = (-0,1) + (-0,8) = -0,9 В (U1 = - 0,9 В Uc = Uб-эVT3o + Uоп = (-0,75) + (-1,3) = -2,05 В через R2 протікає струм IкVT3, IбVT6. Т.а. створюється напруга Uб = (IкVT3 + IбVT6) R2 = -0,9 В Uy2 = Uб + Uб-эVT6o = (-0,9) + (-0,8) = -1,7 В [pic] ИЛИ-НЕ І тут y2 = «0» [pic] АБО y1 = «1» X1 = X2 = 1 І тут VT1,2 відкриті, але ненасыщены (відсутня надмірність зарядів у ланцюзі бази (tздр мало. VT3 закритий Uc = UX1,2 + Uб-эVT1,2o = (-0,9) + (-0,75) = -1,65 В. Через R2 протікає лише Iб. y1 = «0» y2 = «1» Джерело опорного напруги призначений до створення стабільного напруги (-1,3В). Включаються R7, R8. Т.к. температура змінюється, то потрібно температурна компенсація VD1,2, VT4, R6 VD1,2 — для термокомпенсации (задля забезпечення пропорційного зміни струму дільника). У точці d залежно від toC змінюється потенциал.

Работа джерела опорного напруги (ИОН).

Если з'єднати базу VT3 до точки d і VD1,2 (закоротити), тобто. виключити VT4 (ЭП) і R6, аби ми мали [pic]. Коли VT3 відкритий, тут маємо недолік: через R7 крім Iдел протікає IбVT7 ((Iдел + IбVT3) R7 = [pic], IбVT3 = I (to) [pic] Як бачимо, сталість опорного напруги з урахуванням VT3 не забезпечується. Для ліквідації цієї вади вкл. VT4R6. Тоді через дільник R7R8 завжди протікає струм рівний Iдел + IбVT4. Та й у цьому випадку не забезпечується стабільність напруги, т.к. IбVT4 = I (to). Існує необхідність запровадити діоди VD1,2, у яких R змінюється залежно від зміни to (змінюється струм Iдел. Цим компенсується зміна струмів IбVT4 і IбVT3 від температури і забезпечується температурна стабілізація. Визначимо потенціал т. d. Т.к. UбVT3 = Ud + Uб-эVT4, то Ud = -Uб-эVT4 + UбVT3 = -(Uоп) — (-Uб-эVT4) = -1,3 — (-0,75) = -0,55 В.

(Uоп.