Исследование компаратора, инвертируещего и неинвертируещего усилителей. Компаратор. Одна из схем реализации компаратора, выполненная на основе операционного усилителя, между выходом, страница 8

Электрические схемы, реализующие логическую операцию НЕ, называются инверторами. На рис. 6.1 приведена схема инвертора на транзисторе, а на рис. 6.2 дано её графическое изображение.

За состояние «1» в транзисторных и диодных схемах примем положительный потенциал, равный напряжению , а за состояние «0» – отсутствие напряжения.

Когда Х=1, т.е. на входе имеется положительное напряжение, то транзистор на рис. 6.1 открыт. Через резистор  протекает ток , который создаёт на нём падение напряжения, и напряжение на коллекторе будет близко к нулю, т.е. .

Функция ИЛИ (логическое сложение или дизъюнкция) записывается как . Таблица 6.2 является таблицей истинности для функции ИЛИ. Сигнал, соответствующий 1, появляется на выходе такой схемы в том случае, если есть сигнал, соответствующий 1, хотя бы на одном из выходов схемы.

На рис. 6.3 приведена возможная реализация этой схемы на диодах. Выходное напряжение будет равно  , когда поступит сигнал входной  на вход  или , или на оба входа. Условное графическое изображение элемента ИЛИ приведено рис. 6.4.

Функция И (логическое умножение или конъюнкция) записывается в виде . Из таблицы истинности для этой функции (таблица 6.3) следует, что сигнал, соответствующий 1, появляется на выходе только в том случае, если есть сигналы, соответствующие 1 на всех входах схемы.

На рис. 6.5 показана диодная схема реализации данной операции. Если хотя бы на одном входе напряжение равно нулю (например, клемма  закорочена с землей), то через резистор  и диод  будет протекать ток и потенциал анодов будет близок к нулю, т.е. . Если на входы  будут поданы напряжения +Е, то диоды будут закрыты, и напряжение на выходе будет равно +Е, т.е. . На рис. 6.6 показано условное графическое обозначение элемента И. В настоящее время при построении вычислительных устройств широко используют микросхемы, каждая из которых реализует несколько логических операций. К числу таких элементов относятся элементы ИЛИ-НЕ (условное обозначение приведено на рис. 6.6) и элемент И-НЕ (условное обозначение на рис. 6.8)

Описание лабораторной установки

Для исследование логических схем и импульсных устройств используется лабораторный стенд типа ЭС-21. Стенд включает генератор прямоугольных импульсов, частота которых может изменяться и составлять 1, 10, 100 Гц;  1, 10, 100 кГц.

Стенд обеспечивает возможность подачи на исследуемые логические схемы управляющих сигналов – логических уравнений "0" и "1". Уровень логического "О"0,4В. а уровень логической  "1"+2,4В.

На передней панели стенда расположены органы управления и гнёзда. Ручка  служит для установки постоянного напряжения,  подаваемого на вход исследуемой схемы (это напряжение снимается с соответствующих гнёзд), тумблеры "УРОВЕНЬ ЛОГИЧЕСКИЙ" служат для задания логических уровней – логического "0" или логической "1". Сигнала логических уровней "1" и "0" снимаются с соответствующих гнёзд. Кнопка ИМПУЛЬС ОДИНОЧНЫЙ предназначена для формирования одиночных импульсов   или .

Переключатели ЛОГИКА, ТРИГГЕРЫ и СЧЕТЧИК служат для переключения цепей исследуемых логических элементов, триггеров и счетчиков в зависимости от установки наладочной платы.