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 (≈ 0,9 U _ИП), а логическому нулю (обозначается – 0) соответствует низкий уровень напряжения на выходе (< 0,2 U _ИП). U _ИП – 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 = x 1 x 2
ИЛИ (2ИЛИ)		y = x 1 + x 2
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 U _ВХ имеет высокий уровень напряжения, то есть на входе S элемента DD 2 будет 1.

При нажатой кнопке SB 1 на входе R будет потенциал равный 0, поэтому в соответствии с таблицей состояния И – НЕ на выходе Q элемента DD 1 будет 1 и тогда на обоих входах DD 2 будут 1, а на выходе будет 0. После отпускания кнопки SB 1 состояние выходных сигналов не изменится, так как, несмотря на изменение входа R с 0 на 1, на другом входе DD 1 сохраняется нулевой сигнал . Это ждущий режим.

Так как сигнал равен 0, то транзистор VT 1 закрыт, через светодиод VD 1 ток не протекает, он не светит.

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

После восстановления технологического процесса нажимается SB 1 – кнопка «сброс».

Синхронизированный D – триггер может 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.