Digital Buffer - Nagtatrabaho, Kahulugan, Talahanayan ng Katotohanan, Double Inversion, Fan-out

Ang isang yugto ng buffer karaniwang isang pinalakas na intermediate na yugto na nagbibigay-daan sa kasalukuyang input upang maabot ang output nang hindi naaapektuhan ng pag-load ng output.

Sa post na ito susubukan naming maunawaan kung ano ang mga digital buffer, at titingnan namin ang kahulugan nito, simbolo, table ng katotohanan, dobleng pagbabaligtad gamit ang lohika na 'HINDI' na gate, tagahanga ng tagahanga ng digital na tagahanga, tri-state buffer, katumbas ng switch ng buffer ng tri state, Aktibong 'MASAKAP' na tri-state buffer, Aktibong 'MASAKAP' na baligtad na tri-state buffer, Aktibong 'LOW' na state-state buffer, Aktibong 'LOW' na binabaligtad ang Tri-state buffer, kontrol ng buffer ng tri-state , tri-state buffer data bus control at sa wakas ay kukuha kami ng isang pangkalahatang ideya sa karaniwang magagamit na digital buffer at tri state buffer ICs.

Sa isa sa mga naunang post natutunan namin ang tungkol sa lohika na 'HINDI' na gate na tinatawag ding digital inverter. Sa isang HINDI output ng gate ay palaging komplimentaryo sa pag-input.

Kaya, kung ang input ay 'MATAPOS' ang output ay 'LOW', kung ang input ay 'LOW' ang output ay lumiliko na 'TAAS', kaya't ito ay tinawag bilang inverter.

Maaaring magkaroon ng isang sitwasyon kung saan ang output ay kailangang paghiwalayin o ihiwalay mula sa input, o sa mga kaso kung saan ang input ay maaaring maging mahina at kailangang magmaneho ng mga pag-load na nangangailangan ng mas mataas na kasalukuyang nang hindi binabaligtad ang polarity ng signal gamit ang isang relay, o transistor atbp. Sa ganitong mga sitwasyon ang mga digital buffer ay naging kapaki-pakinabang at mabisang inilapat bilang mga buffer sa pagitan ng pinagmulan ng signal at ang aktwal na yugto ng pagmamaneho ng load.

Ganyan mga gate ng lohika na maaaring maghatid ng output output katulad ng input at kumilos bilang intermediate buffer yugto ay tinatawag na digital buffer.

Ang isang digital buffer ay hindi gumaganap ng anumang pagbabaligtad ng signal ng fed at hindi rin ito aparato na 'paggawa ng desisyon', tulad ng lohika na 'HINDI' na gate, ngunit nagbibigay ng parehong output bilang input.

Paglalarawan ng Digital Buffer:

Ang simbolo sa itaas ay katulad ng lohika na 'HINDI' na gate nang walang 'o' sa dulo ng tatsulok, na nangangahulugang hindi ito nagsasagawa ng anumang kabaligtaran.

Ang equation ng Boolean para sa digital buffer ay Y = A.

Ang 'Y' ay ang input at output na 'A'.

Talahanayan ng katotohanan:

Double Inversion gamit ang lohika na 'HINDI' na mga pintuan:

Ang isang digital buffer ay maaaring maitayo gamit ang dalawang lohika na 'HINDI' na mga gate sa sumusunod na pamamaraan:

Ang input signal ay unang baligtad ng unang HINDI gate sa kaliwang kamay at ang baligtad na signal ay pagkatapos ay pabaliktad ng susunod na 'HINDI' gate sa kanang bahagi, na ginagawang kapareho ng output ang input.

Bakit Ginamit ang Mga Digital Buffer

Ngayon ay maaari mo nang gasgas ang iyong ulo kung bakit mayroon pang digital buffer, hindi ito gumagawa ng anumang operasyon tulad ng ibang mga gate ng lohika, maaari lamang nating itapon ang digital buffer sa isang circuit at ikonekta ang isang piraso ng kawad ……. Tama? Hindi naman talaga.

Narito ang sagot : Ang isang gate ng lohika ay hindi nangangailangan ng isang mataas na kasalukuyang upang maisagawa ang anumang mga operasyon. Nangangailangan lamang ito ng antas ng boltahe (5V o 0V) sa mababang kasalukuyang sapat na.

Ang lahat ng mga uri ng mga gate ng pangunahin ay pangunahing sumusuporta sa isang built in na amplifier upang ang output ay hindi nakasalalay sa mga signal ng pag-input. Kung i-cascade namin ang dalawang lohika na 'HINDI' na mga pintuan sa serye nakakakuha kami ng parehong signal polarity bilang input sa output pin ngunit, na may medyo mas mataas na kasalukuyang. Sa madaling salita ang digital buffer ay gumagana tulad ng isang digital amplifier.

Ang isang digital buffer ay maaaring magamit bilang isang yugto ng paghihiwalay sa pagitan ng mga yugto ng signal generator at mga yugto ng pagmamaneho na tumutulong din itong maiwasan ang impedance na nakakaapekto sa isang circuit mula sa iba pa.

Ang isang digital buffer ay maaaring magbigay ng mas mataas na kasalukuyang kakayahan na maaaring magamit para sa pagmamaneho ng paglipat ng mga transistor nang mas mahusay.

Nagbibigay ang digital buffer ng mas mataas na amplification na tinatawag ding kakayahan na 'fan-out'.

Kakayahang fan-out ng digital buffer:

FAN-OUT : Ang fan-out ay maaaring tukuyin bilang ang bilang ng mga gate ng lohika o mga digital IC na maaaring maitulak sa kahanay ng isang digital buffer (o anumang mga digital ICs).

Ang isang tipikal na digital buffer ay mayroong fan-out na 10, na nangangahulugang ang digital buffer ay maaaring maghimok ng 10 digital ICs nang kahanay.

FAN-IN : Ang fan-in ay ang bilang ng mga digital input na maaaring tanggapin ng digital logic gate o digital IC.

Sa iskemang nasa itaas ang digital buffer ay mayroong fan-in na 1, na nangangahulugang isang input. Ang isang '2-input' lohika na 'AT' gate ay may fan-in ng dalawa at iba pa.

Mula sa itaas na eskematiko ang isang buffer ay konektado sa 3 mga input ng tatlong magkakaibang mga gate ng lohika.

Kung ikonekta lamang namin ang isang piraso ng kawad sa lugar ng buffer sa itaas na circuit, ang input signal ay maaaring walang sapat na kasalukuyang at maging sanhi ng pagbagsak ng boltahe sa mga pintuang-daan at maaaring hindi man makilala ang signal.

Kaya sa pagtatapos ng isang digital buffer ay ginagamit para sa amplifying isang digital signal na may mas mataas na kasalukuyang output.

Tri-state Buffer

Ngayon alam namin kung ano ang ginagawa ng isang digital buffer at kung bakit ito umiiral sa mga elektronikong circuit. Ang mga buffer na ito ay may dalawang estado na 'MASAKI' at 'LOW'. Mayroong isa pang uri ng buffer na tinatawag na 'Tri-state buffer'.

Ang buffer na ito ay may isang karagdagang pin na tinatawag na 'Paganahin ang pin'. Gamit ang pin na paganahin maaari naming ikonekta o idiskonekta ang output mula sa elektronikong pag-input.

Tulad ng isang normal na buffer, gumagana ito bilang digital amplifier at nagbibigay ng output signal na katulad ng input signal, ang pagkakaiba lamang ay ang output ay maaaring konektado sa elektronikong paraan at idiskonekta ng pin na paganahin.

Kaya't ang isang pangatlong estado ay ipinakilala, sa ito ang output ay alinman sa 'TAAS' o 'LOW' ngunit isang bukas na estado ng circuit o mataas na impedance sa output at hindi tutugon sa mga input signal. Ang estado na ito ay tinukoy bilang 'HIGH-Z' o 'HI-Z'.

Sa itaas ay ang katumbas na circuit ng tri-state buffer. Maaaring paganahin o idiskonekta ng pin na paganahin ang output mula sa input.

Mayroong apat na uri ng Tri-state buffer:
• Aktibong 'Mataas' na Tri-state buffer
• Aktibong 'LOW' na Tri-state buffer
• Aktibong 'MASAKAP' Inverting Tri-state buffer
• Aktibong 'LOW' Inverting Tri-state buffer
Tingnan natin ang bawat isa sa kanila nang sunud-sunod.

Aktibong 'Mataas' na tri-state buffer

Sa Aktibong 'TAAS' na tri-state buffer (halimbawa: 74LS241) ang output pin ay nakakakonekta sa input pin kapag inilapat namin ang 'TAAS' o '1' o positibong signal sa paganahin ang pin.

Kung ilalapat namin ang 'LOW' o '0' o negatibong signal sa pin na paganahin, ang output ay nakakabit mula sa pag-input at pupunta sa estado na 'HI-Z' kung saan ang output ay hindi tutugon sa input at ang output ay magiging bukas na estado ng circuit.

Aktibong 'LOW' na tri-state buffer

Dito makakonekta ang output sa pag-input kapag inilapat namin ang 'LOW' o '0' o negatibong signal sa pin na paganahin.
Kung ilalapat namin ang 'TAAS' o '1' o positibong signal upang paganahin ang pin, ang output ay nakakabit mula sa pag-input at ang output ay nasa estado na 'HI-Z' / bukas na estado ng circuit.

Talahanayan ng Katotohanan:

Aktibong 'MASAKAP' Inverting Tri-state Buffer

Sa aktibong 'TAAS' pagbabaliktad ng Tri-state buffer (halimbawa: 74LS240), ang gate ay gumaganap bilang lohika na 'HINDI' na gate ngunit, na may pin na paganahin.

Kung ilalapat namin ang 'TAAS' o '1' o positibong signal sa paganahin ang pag-input ang gate ay napapagana at kumilos tulad ng isang regular na lohika na 'HINDI' na gate kung saan ang output nito ay inversion / komplimentaryong pag-input.
Kung ilalapat namin ang 'LOW' o '0' o negatibong signal sa pin na paganahin, ang output ay nasa 'HI-Z' o bukas na estado ng circuit.

Talahanayan ng katotohanan:

Aktibong 'LOW' Inverting Tri-state buffer:

Sa aktibong 'LOW' Inverting Tri-state buffer, ang gate ay gumaganap bilang lohika na 'HINDI' na gate ngunit, na may pin na paganahin.

Kung ilalapat namin ang 'LOW' o '0' o negatibong signal upang paganahin ang pin, ang gate ay gagana at gagana tulad ng regular na lohika na 'HINDI' na gate.
Kung ilalapat namin ang 'TAAS' o '1' o positibong signal upang paganahin ang pin, ang output pin ay nasa 'HI-Z' estado / bukas na estado ng circuit.

Talahanayan ng Katotohanan:

Tri-state Buffer Control:

Mula sa itaas nakita namin na ang isang buffer ay maaaring magbigay ng digital amplification at tri-state buffer ay maaaring ganap na idiskonekta ang output nito mula sa pag-input at bigyan ang bukas na estado ng circuit.

Sa seksyong ito matututunan natin ang tungkol sa aplikasyon ng tri-state buffer at kung paano ito ginagamit sa mga digital na circuit para sa pamamahala nang mahusay sa komunikasyon ng data.

Sa mga digital na circuit ay makakahanap tayo ng isang data bus / wires na nagdadala ng data, dinadala nila ang lahat ng mga uri ng data sa isang solong bus upang mabawasan ang kasikipan ng kable / mabawasan ang mga bakas ng PCB at mabawasan din ang gastos sa pagmamanupaktura.

Sa bawat dulo ng bus, maraming mga aparato sa lohika, microprocessor at microcontroller ang nakakonekta na sumusubok na makipag-usap nang sabay-sabay na lumilikha ng isang bagay na tinawag na pagtatalo.

Ang pagtatalo ay nangyayari sa isang circuit kapag ang ilang mga aparato sa isang bus ay nag-mamaneho ng 'TAAS' at ang ilang mga aparato ay nagdadala ng 'LOW' nang sabay-sabay na sanhi ng maikling circuit at nagiging sanhi ng pinsala sa isang circuit.

Maiiwasan ng buffer ng Tri-state ang naturang pagtatalo at maayos na magpadala at tumanggap ng data sa isang bus.

Ginagamit ang tri-state buffer upang ihiwalay ang mga aparato ng lohika, microprocessor at microcontroller mula sa isa't isa sa isang data bus. Papayagan ng isang decoder ang isang hanay lamang ng mga tri-state buffer na pumasa sa data sa pamamagitan ng bus.

Sabihin kung ang set ng data na 'A' ay konektado sa isang microcontroller, itinakda ang data na 'B' sa isang microprocessor at itinakda ang data na 'C' sa ilang mga circuit ng lohika.

Sa iskemang nasa itaas ang lahat ng mga buffer ay aktibong mataas na tri-state buffer.

Kapag itinakda ng decoder ang ENA na 'TAAS' ang set ng data na 'A' ay pinagana, ngayon ang microcontroller ay maaaring magpadala ng data sa pamamagitan ng bus.

Ang natitirang bahagi ng dalawang hanay ng data na 'B' at 'C' ay nasa 'HI-Z' o napakataas na estado ng impedance na electrically ihiwalay ang microprocessor at lohikal na mga circuit mula sa bus, na kasalukuyang ginagamit ng microcontroller.

Kapag itinakda ng decoder ang ENB 'MATAAS' ang set ng data na 'B' ay maaaring magpadala ng data sa ibabaw ng bus at natitirang mga set ng data na 'A' at 'C' ay nakahiwalay mula sa bus sa estado na 'HI-Z'. Katulad nito, para kapag pinagana ang set ng data na 'C'.

Ang data bus ay ginagamit ng sinuman sa mga nagtatakda ng data ng 'A' o 'B' o 'C' sa isang naibigay na oras upang maiwasan ang pagtatalo.

Maaari din nating maitaguyod ang duplex (bi-directional) na komunikasyon sa pamamagitan ng pagkonekta sa dalawang mga buffer ng tri-state sa parallel at sa kabaligtaran na direksyon. Ang mga pin na paganahin ay maaaring magamit bilang kontrol sa direksyon. Para sa naturang uri ng mga aplikasyon ang IC 74245 ay maaaring magamit.

Narito ang karaniwang magagamit na listahan ng mga digital buffer at Tri-state buffer:

• 74LS07 Hex Non-inverting Buffer
• 74LS17 Hex Buffer / Driver
• 74LS244 Octal Buffer / Line Driver
• 74LS245 Octal Bi-directional Buffer
• CD4050 Hex Non-inverting Buffer
• CD4503 Hex Tri-state Buffer
• HEF40244 Tri-state Octal Buffer

Tinatapos nito ang aming talakayan tungkol sa kung paano gumagana ang mga digital buffer, at ang kanilang iba't ibang mga digital na pagsasaayos, inaasahan kong nakatulong ito sa iyo na maunawaan mong mabuti ang mga detalye. Kung mayroon kang anumang mga karagdagang katanungan o mungkahi, mangyaring ipahayag ang iyong mga katanungan sa seksyon ng komento maaari kang makakuha ng isang mabilis na tugon.