Dodane Produkty:

- AP AUTOMATYKA - Przetwornik z Modbus TCP Li-H00C...
Ethernetowy przetwornik Li-H00C0E0 w połączeniu z zewnętr...
Producent: APONE
Dystrybutor: AP AUTOMATYKA
Stabilis MES
Stabilis pozwala na poprawę efektywności i wyniku finanso...
- AP Automatyka - Przetwornik stężenia dwutlenku w...
 Programowalny przetwornik Si-CA0R0E0 ze zintegrowanym sen...
Producent: APONE
Dystrybutor: AP AUTOMATYKA
- AP AUTOMATYKA - Barometr z Ethernet (Modbus TCP)...
 Programowalny przetwornik Si-B00R0E0 wraz ze zintegrowany...
Producent: APONE
Dystrybutor: AP AUTOMATYKA
- AP AUTOMATYKA - Przetwornik wilgotności i temper...
 Kompaktowy przetwornik w wersji naściennej Si-S00R1E0 ze ...
Producent: APONE
Dystrybutor: AP AUTOMATYKA

Układy logiczne to szeroka rodzina elementów elektronicznych, używanych do budowy urządzeń cyfrowych. Tego rodzaju elementy są podstawowym elementem składowym komputerów i innych urządzeń programowalnych.

Układ scalony jest zestawem obwodów elektronicznych na jednym elemencie elektronicznym. Integracja dużej liczby tranzystorów w tak małym fragmencie krzemu pozwoliła na masową produkcję szerokiej gamy szybkich, tanich i niezawodnych układów scalonych.

Jedną z grup układów scalonych są układy logiczne, realizujące funkcje cyfrowej algebry Boola. Formują one znormalizowaną grupę elementów elektronicznych, która jest obecnie używana w praktycznie wszystkich urządzeniach elektronicznych. Wykorzystanie tych elementów zrewolucjonizowało świat elektroniki i otworzyło możliwość budowy takich elementów jak komputery, telefony komórkowe i inne cyfrowe urządzenia domowe.

Rodzaje układów logicznych – podział ze względu na realizowane operacje

Każdy z układów logicznych realizuje jedną, bądź zespół, operacji arytmetyki binarnej (algebra Boola). Najbardziej podstawowymi elementami, które realizują tego rodzaju operacje, są bramki – elementarne operacje logiczne, takie jak AND, OR oraz NOT. Oprócz fizycznej implementacji tych bramek, wśród scalonych układów logicznych można znaleźć różne ich połączenia – bramki NOT AND (NAND), NOT OR (NOR) czy bramki XOR. Wybierając tego rodzaju elementy wyspecyfikować trzeba realizowaną operację oraz liczbę wejść do poszczególnych bramek. Dodatkowym kryterium wyboru może być ilość bramek w pojedynczym układzie.

Układami o jeszcze większym stopniu skomplikowania, są cyfrowe multipleksery i demultipleksery sygnałów. Szeroka gama dostępnych układów tego rodzaju pozwala na zestawianie różnych, zaawansowanych układów logicznych.

Innymi, ważnymi elementami logicznymi, są układy sekwencyjne, takie jak multiwibratory czy przerzutniki. Istnieje szereg podstawowych elementów – przerzutników – takich jak RS, D, T i JK, które dostępne są w różnych wersjach, mogą być wyposażone w wejścia zegarowe, linie resetu etc. Ogromna liczba tych elementów nie ułatwia wyboru; dobrze jest najpierw zestawić swoje wymagania odnośnie rodzaju przerzutnika, liczby elementów w jednej obudowie układu scalonego, obecności linii zegarowej i resetowej, a następnie podejść do zagadnienia doboru układu logicznego do konkretnej aplikacji. Z przerzutników zestawia się wiele wartościowych elementów, takich jak liczniki, zatrzaski czy rejestry przesuwne. Elementy takie można zestawiać samodzielnie z pojedynczych układów logicznych, albo kupić od razu gotowe, w postaci pojedynczego układu scalonego, który spełni wszystkie wymagania naszej specyfikacji.

Niezwykle istotne są też układy interfejsowe, to znaczy takie, które pozwalają na kondycjonowanie sygnałów wejściowych do systemu i układy wyjściowe. Do elementów stosowanych na wejściu zalicza się układy logiczne takie jak bufory, komparatory czy układy logiczne wyposażone w wejście z tzw. przerzutnikiem Schmitta. Na wyjściach systemu stosuje się szeroką gamę nadajników i sterowników linii. Dodatkowo, na wejściach i wyjściach, a także pomiędzy poszczególnymi blokami układów, często stosuje się konwertery logiczne, zmieniające poziomy napięcia na dopasowane do innego rodzaju układów logicznych.

Osobną kwestią są układy programowalne. Programowalne urządzenie logiczne (PLD) są elementem elektronicznym wykorzystywanym do budowy rekonfigurowalnych układów cyfrowych. W przeciwieństwie do układów scalonych, które składają się z bramek logicznych i mają stałą funkcję, PLD ma niezdefiniowaną funkcję w momencie produkcji. Zanim PLD może zostać użyty w obwodzie, musi zostać zaprogramowany (ponownie skonfigurowany) za pomocą specjalnego programu. Konfiguracja zapisywana jest w układzie (lub towarzyszącej mu tzw. pamięci konfiguracyjnej), dzięki czemu od tego momentu układ może pełnić taką rolę, jaka została mu powierzona. Układy te mogą realizować niezwykle skomplikowane funkcje logiczne i integrować w sobie odpowiednik setek tysięcy lub milionów bramek logicznych.

Typy serii układów logicznych i parametry elektryczne z nimi związane

Rodziny układów logicznych często podzielone są na serie, które mają wspólne parametry elektryczne i czasowe, co zapewnia im wysoką kompatybilność ze sobą przy realizacji zupełnie różnych operacji logicznych. Typową rodziną układów logicznych jest 7400. Jest to rodzina układów TTL do szerokiego stosowania. Jej historia sięga lat '60 XX wieku. Niektóre firmy wyróżniają z niej rodziny 5400 oraz 6400, dla elementów o odpowiednich parametrach spełniających normy militarne (temperatura pracy, odporność na wibrację etc.) oraz normy przemysłowe (rozszerzony zakres temperatur pracy).

W ramach rodziny 7400 wyróżnia się następujące serie (wymieniono tylko najważniejsze, używane obecnie):

  • Układy produkowane w procesie bipolarnym:

    • 74 – Standardowy układy TTL. Pierwsza seria nie miała liter między „74” a numerem części. Opóźnienie propagacji 10 ns, rozpraszanie mocy do 10 mW, zasilanie 4,75–5,25 V, wprowadzone do sprzedaży w 1966 roku.

    • 74S - Schottky. Zaimplementowane z diodami Schottky’ego na wejściach, aby zapobiec przechowywaniu ładunków, zapewnia to szybsze działanie kosztem większego zużycia energii niż w przypadku pierwotnej rodziny 74 i wyższe koszty. Opóźnienia 3 ns, rozpraszanie do 20 mW, wprowadzone w 1971 roku.

    • 74LS - Schottky o małej mocy. Wdrożone przy użyciu tej samej technologii co 74S, ale ze zmniejszonym zużyciem energii i prędkością przełączania dzięki większym opornikom. Typowe opóźnienie bramki 10 ns, pobór mocy ok. 2 mW, zasilanie 4,75–5,25 V.

    • 74AS - Advanced Schottky, kolejna iteracja serii 74S z większą prędkością pomimo niższego zużycia energii. Wdrożono przy użyciu technologii 74S z dodatkiem układu kompensującego zjawisko Millera, aby przyspieszyć narastanie sygnału. Opóźnienie bramki 1,7 ns, pobór 8 mW, zasilanie 4,5 – 5,5 V.

    • 74ALS - Zaawansowany Schottky o małej mocy. Ta sama technologia co 74AS, ale z kompromisem prędkości / mocy 74LS. 4 ns, 1,2 mW, 4,5 – 5,5 V.

    • 74F - szybki. Wersja układów 74AS firmy Fairchild. 3,4 ns, 6 mW, 4,5 – 5,5 V. Wprowadzono w 1978 r.

  • Układy produkowane w technologii CMOS:

    • 74HC - Szybki CMOS, podobna wydajność do 74LS, poziomy logiczne niezgodne z TTL, 12 ns. 2,0 – 6,0 V.

    • 74HCT - CMOS wysokiej prędkości. Zgodne z TTL – 74HC z kompatybilnymi poziomami logicznymi TTL.

    • 74AC - Advanced CMOS, wydajność generalnie między 74S a 74F.

    • 74ACT - Zaawansowany CMOS, kompatybilny z TTL, wydajność generalnie między 74S a 74F. Kompatybilne poziomy logiczne z TTL.

    • 74AHC - Zaawansowana szybka CMOS, trzy razy szybsza niż 74HC, tolerująca do 5,5 V na wejściu.

    • 74ALVC - CMOS niskiego napięcia – zasilanie 1,8 – 3,3 V, <3 ns przy 3,3 V.

    • 74 AUP - Niskie napięcie - 0,8–3,6 V (typowo 3,3 V), 15,6/8,2/4,3 ns przy zasilaniu 1,2/1,8/3,3 V.

    • 74LCX - CMOS z zasilaniem 3 V i wejściami tolerującymi napięcie do 5 V.

    • 74LV - niskonapięciowe CMOS - zasilanie 2,0–5,5 V i wejścia tolerujące 5 V.

    • 74LVC - niskie napięcie – 1,65 – 3,3 V i wejścia odporne na 5 V. <5,5 ns przy 3,3 V, <9 ns przy 2,5 V.

  • Układy produkowane w technologii BiCMOS:

    • 74BCT - Progi poziomów logicznych zgodne z TTL, używany głównie dla buforów.

Polecane książki

Silniki elektryczne w praktyce elektronika

portal automatyki

Autor: Przepiórkowski Jacek Książka jest poradnikiem-przewodnikiem po nowoczesnych silnikach elektrycznych małej m...

Sterowniki SIMATIC S7-1200 w praktyce inżynierskiej

portal automatyki

Janusz Kwaśniewski Monografia w sposób metodyczny i przyjazny opisuje zastosowanie sterownika S...

Programowalny sterownik SIMATIC S7-300 w praktyce inżynierskiej

portal automatyki

Janusz Kwaśniewski Sterowniki S7-300 z firmy SIEMENS oraz oprogramowanie do niego S...

Elementy, urządzenia i układy automatyki

portal automatyki

Jerzy Kostro Publikacja jest przeznaczona dla uczniów technikum elektronicznego, sp...

Współczesny oscyloskop. Budowa i pomiary

portal automatyki

Andrzej Kamieniecki Książka jest przewodnikiem po nowoczesnych oscyloskopach cyfrowych, ich budowie, p...

Uczelnie Techniczne

Sonda - Automatyka

Których producentów sterowników PLC preferujesz?

Delta - 4.8%
Fatek - 13.5%
GE Fanuc - 56.7%
Hitachi - 8.7%
LG (LS) - 10.6%
Omron - 38.5%
Rockwell Automation - 19.2%
Schneider Electric - 13.5%
Siemens Simatic - 58.7%
Teco - 4.8%
Inne - 21.2%
Głosowanie zostało zakończone : 31 Gru 2017 - 00:00

Targi:

Reklama
Automatyka, portal automatyki, automatyzacja, sterowanie, aparatura pomiarowa, kontrola, sterowanie, napędy Automatyka, portal automatyki, automatyzacja, sterowanie, aparatura pomiarowa, kontrola, sterowanie, napędy


.