或门与连接两条线?

电器工程 逻辑门
2022-01-21 04:32:32

我不是一个电气方面的人,但我正在尝试了解它,所以请记住,除了大学水平的微积分电气物理之外,我几乎没有背景,并且在数学逻辑方面有很强的基础。我正在学习可以用逻辑门制作的东西,并遇到了一个加法器。我喜欢在看答案之前先尝试一下,所以我想出了自己的加法器。我的加法器和我正在阅读的书中的加法器之间的唯一区别是,它们的加法器末端有一个用于执行执行线的或门,而我只是将两条线放在一起。在我看来,将两条线放在一起与或门相同,因为如果没有电,则节点没有电,如果有来自任一或两个来源的一些电,则有一些电来自节点.

我的问题是:把两条线放在一起和做一个合适的或门有什么区别?

我的猜测是它与3 节点/或门的输出线上的电量(电流?)有关,但我对电路的理解有点生疏。谢谢你的帮助!

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

4个回答

您必须了解的是逻辑电平 H 和 L 是如何表示的。逻辑电平 H 和 L 都由两个电压表示,即 L 不表示浮动电位或“未连接”。

L 表示电压(接近)0V,即连接到GND。

当然,H 由更高的电压表示,例如 5V,即连接到正电源电压。

因此,如果两个数字输出具有不同的值(H 和 L),则连接它们会导致短路,而不是 OR 门。

在大多数情况下,将两个输出连接在一起的数字逻辑是错误的。

例外是

  • 所谓的三态输出,可以处于第三状态“Z”。Z 实际上表示高阻抗,即“无连接”,并且
  • 所谓的集电极开路(或漏极开路)输出,可以进行与接线(类似于您想要为 OR 执行的操作)。但是你需要一个额外的上拉电阻。

为了避免两个输出在一个为高而另一个为低时“冲突”,简单的两条线变成了一个二极管或门:-

在此处输入图像描述

这通常工作得很好,但由于正向二极管电压降,到达输出的高压电平有轻微的 (0.5V) 衰减。这是 1N4148 二极管的正向特性: -

在此处输入图像描述

如果选择 R 以产生约 0.1 mA 的电流,则电压降将约为 0.5 伏。

这能行吗?

当您的电路中的逻辑电平表示为未连接点[相对于电路中的任何其他点没有电压的点]时,这才有效,类似于以下电路

在此处输入图像描述

所以是的,你的加法器在概念上有效,但是

1 - 如果两个节点为“HIGH”但其中一个节点的电压略高于另一个节点怎么办?

在此处输入图像描述

A:考虑到它们之间存在一个非常低的电阻路径,您将发生短路大量电流会流过,会烧毁你的电路

2 - 如果我想将此加法器与其他逻辑设备连接怎么办?它会起作用吗?

A:,它不会起作用,例如你不能将这种加法器与CMOS数字设备接口。因此,您需要构建一个以这种方式工作的数字模块库,您需要构建自己的ANDORNOTNAND门,它们都可以使用这种逻辑。

3 - 如果我们解决了这个问题并将“低”状态表示为0伏,将“高”状态表示为 - 例如 - 5伏,我们还能将该加法器与CMOS逻辑器件连接吗?

A:,你不能,因为只要两个节点中的一个为高电平而另一个为低电平,你就会发生短路,并且会流过大量电流,足以烧毁你的电路

所以这种逻辑只有在你用 LED 或灯泡 [可见的东西] 表示“高”和“低”时才有效,但它不是使用这种逻辑实现复杂电路和存储设备的实用方法。

有时在简单的情况下完成,例如继电器逻辑(在汽车、中央供暖系统等)。共同特征是逻辑低是开路(不接地)和输入阻抗低(继电器的线圈是它自己的下拉电阻) . 这两个功能齐头并进。

因为教学示例经常使用开关作为输入,灯作为输出,所以无论他们试图说明什么,它们都可能以这种方式工作。