Релейные эквиваленты

Функции выполняемые логическими элементами и их

Определение, назначение

Логические операции и логические элементы,

ЛЕКЦИЯ №17

4.5 Логические операции и логические элементы, определение, назначение.

4.6 Функции, выполняемые логическими элементами и их релейные эквиваленты.

4.7 Простейшие схемы R-S –триггер, D-триггер, схема применения.

 

 

При автоматизации производственных процессов для блокировки, сигнализации, автоматического и программного управления применяются устройства дискретного действия, которые называются логическими элементами. Каждый элемент реализует элементарную логическую операцию, а в совокупности они вырабатывают правильную (нужную) команду исполнительным органам в зависимости от сочетания сигналов, поступающих на их входы.

В результате операции, выполняемой логическим элементом, на его выходе появляется сигналы «да» – логическая единица или «нет» – логический нуль. Соответственно и входные сигналы тоже единица или нуль.

Логические элементы изготавливаются в виде микросхем и имеют высокое быстродействие. Логической единице (обозначается – 1) соответствует высокий уровень напряжения на выходе (≈ 0,9UИП), а логическому нулю (обозначается – 0) соответствует низкий уровень напряжения на выходе (< 0,2 UИП). UИП – напряжение источника питания микросхемы.

 

 

Основные логические элементы и их релейные эквиваленты приведены в таблице 4. Кроме этого выпускается множество других интегральных микросхем, например, элементы памяти – триггеры, счётчики, мультиплексоры, дешифраторы, исключающее или и др.

Наибольшее применение в настоящее время находят интегральные микросхемы на комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором (КМДП ИС) типов: К561, КР1561, К176, Н564 и др. Они имеют малое энергопотребление и высокую помехозащищённость.

 

 

Таблица 4

Название Релейный эквивалент Математич. запись Графич. обознач. Таблица состояния
  И (2И)     y = x1x2
  ИЛИ (2ИЛИ)   y = x1 + x2    
НЕ (отрицание) инверсия  
  Задержка (с повторен.)    
  Память    
  Запрет    
  И – НЕ (элемент Шеффера)    
  ИЛИ – НЕ    

 

 

Продолжение таблицы 4

Название Релейный эквивалент Математич. запись Графич. обознач. Таблица состояния
  Импликация  
  Эквивалент – ность  
  Неравно – значность  

 

10.8 Простейшие схемы: RS – триггер, D – триггер на элементах

И – НЕ, схема применения

 

RS – триггер это элемент памяти, применяется в схемах защиты и сигнализации, входит составной частью в схемы других триггеров.

Рассмотрим работу и применение RS – триггера в схеме сигнализации, которая приведена на рис. 86, где также приведена таблица состояния триггера.

Если технологический процесс нормальный, то UВХ имеет высокий уровень напряжения, то есть на входе S элемента DD2 будет 1.

При нажатой кнопке SB1 на входе R будет потенциал равный 0, поэтому в соответствии с таблицей состояния И – НЕ на выходе Q элемента DD1 будет 1 и тогда на обоих входах DD2 будут 1, а на выходе будет 0. После отпускания кнопки SB1 состояние выходных сигналов не изменится, так как, несмотря на изменение входа R с 0 на 1, на другом входе DD1 сохраняется нулевой сигнал . Это ждущий режим.

 

 

 


Так как сигнал равен 0, то транзистор VT1 закрыт, через светодиод VD1 ток не протекает, он не светит.

Если нарушится технологический процесс, то UВХ будет иметь низкий уровень напряжения, триггер переключится и на выходе появится 1, транзистор VT1 откроется и появится световой сигнал.

После восстановления технологического процесса нажимается SB1 – кнопка «сброс».

Синхронизированный D – триггерможет применяться для синхронизированного с сетевым напряжением включения нагрузки с помощью тиристорных выключателей.

Тиристоры включаются только в момент перехода напряжения через нуль, что исключает их тепловой пробой за счёт большой скорости нарастания тока через тиристор.

 

Триггер имеет вход D и синхронизирующий вход T (рис. 87).

На рис. 88 приведены временные диаграммы, поясняющие работу D – триггера. На вход T поступают синхронизирующие импульсы. Если на входе D сигнал равен 0, то RS – триггер импульсами на входе T устанавливается в исходное состояние, когда на входе R будет 1,

 

а на выходе Q будет 0. Если управляющий сигнал на вход D приходит в произвольный момент времени, то состояние триггера не меняется, оно изменятся только в момент прихода очередного синхроимпульса.

Если станет сигнал на входах D и T равен 0, то состояние триггера не меняется, пока не придёт следующий синхроимпульс.

Таким образом на выходе Q сигнал переключается в моменты нулевого напряжения сети, затем этот сигнал усиливается и подаётся, например, на управляющие электроды тиристоров.