Функция логического отрицания НЕ

Простейшей логической функцией одного аргумента есть функция логического отрицания либо инверсии, уравнение которой записывается формулой (10.1):

у = . (10.1)

Логический элемент, выполняющий эту функцию, называется инвертором или схемой НЕ.

Условное обозначение инвертора приведено на рис. 10.1, а, а одна из многих возможных принципиальных схем инвертора – на рис. 10.1, б.

Рисунок 10.1 – Схема НЕ (инвертор): а) условное обозначение; б) принципиальная схема

В формуле 10.1 инверсия обозначена черточкой сверху, а в схеме рис. 10.1, а инверсия показана кружочком на выходе схемы. Такие обозначения инверсии используются и в дальнейшем, причем, инверсия может выполняться как на входе, так и на выходе схемы.

В схеме рис. 10.1, как и в большинстве случаев, в качестве логической единицы принято напряжение источника питания (+Е _К), а в качестве логического нуля – потенциал нулевого провода. Работу схемы инвертора рис. 10.1, б можно пояснить следующим образом.

При x = 1 вход инвертора подключён к логической единице (лог. «1» = = + Е _К), поэтому транзистор VT открыт, находится в режиме насыщения, и практически подключает выход y к нулю, т.е. y = 0.

Наоборот, при х = 0 транзистор VT находится в режиме отсечки (закрыт) и подключает выход y через R _к к логической единице, т.е. y = 1.

Логическая функция инверсии, как и любая другая логическая функция, описывается, так называемой, таблицей истинности. Таблица истинности – это таблица, в которой заданы значения логической функции y для всех возможных значений независимых переменных: x ₁, x ₂, x ₃, … Логические независимые переменные и логическая функция принимают только два значения: лог. «0» и лог. «1».

Таблица истинности логической функции НЕ (отрицание) показана в табл. 10.1. Она имеет простейший вид, так как содержит одну независимую переменную x, которая принимает только два значения: лог. «0» и лог. «1».

Работу схемы логического отрицания (инвертора) поясняет временная диаграмма работы, приведенная на рис. 10.2, из которой видно следующее.

Входной сигнал х состоит из последовательности логических нулей и логических единиц 1. Выходной сигнал также принимает значения логических нулей и логических единиц, но инверсных. Если на входе логический нуль х = 0, то на выходе логическая единица у = 1 и, наоборот, если на входе схемы х = 1, то на выходе логический нуль у = 0.