Trabalho de buffer digital, definição, tabela verdade, inversão dupla, ventilador

Um estágio intermediário basicamente um estágio intermediário reforçado que permite que a corrente de entrada alcance a saída sem ser afetada pela carga de saída.

Neste post, tentaremos entender o que são os buffers digitais e analisaremos sua definição, símbolo, tabela verdade, inversão dupla usando o portão lógico “NO”, ventilador do ventilador digital, buffer de três estados, equivalente do comutador buffer de três estados, buffer de três estados ativo “HIGH”, buffer de reversão de três estados “HIGH” ativo, buffer de três estados “LOW” ativo, buffer de três estados reverso “LOW” ativo, controle de barramento dos dados do buffer de três estados e, finalmente, teremos uma visão geral dos CIs de buffer digital e buffer de três estados geralmente disponíveis.

Em um dos posts anteriores, aprendemos sobre o portão lógico “NO”, que também é chamado de inversor digital. Em um portão NOT, a saída é sempre complementar à entrada.

Portanto, se a entrada for “ALTA”, a saída se tornará “BAIXA”, se a entrada for “BAIXA”, a saída se tornará “ALTA”, então isso é chamado de inversor.

Pode haver uma situação em que a saída precise se separar ou se isolar da entrada, ou nos casos em que a entrada pode ser bastante fraca e precisar lidar com cargas que exigem corrente mais alta sem reverter a polaridade do sinal usando um relé, transistor, etc. Em tais situações, os buffers digitais se tornam úteis e são efetivamente aplicados como buffers entre a fonte de sinal e o estágio real do controlador de carga.

Tais portas lógicas que podem emitir um sinal de saída igual à entrada e atuar como um estágio de buffer de buffer são chamadas de buffer digital.

Um buffer digital não faz nenhuma inversão do sinal alimentado e não é um dispositivo de “tomada de decisão”, como o portão lógico “NO”, mas gera a mesma saída que a entrada.

Ilustração do buffer digital:


buffer digital

O símbolo acima é semelhante ao portão lógico “NO” sem o “o” na ponta do triângulo, o que significa que ele não faz nenhuma inversão.

A equação booleana para o buffer digital é Y = A.

“Y” é a entrada e saída “A”.

Tabela da verdade:

Inversão dupla usando portas lógicas “NO”:

Um buffer digital pode ser construído usando duas portas lógicas “NO”, como a seguir:

circuito de buffer digital mostrando dupla inversão

O sinal de entrada é revertido primeiro através da primeira porta NO no lado esquerdo e o sinal invertido é então revertido através da próxima porta “NO” no lado direito, tornando a saída a mesma que a entrada.

Por que os tampões digitais são usados?

Agora você pode estar coçando a cabeça por que o buffer digital existe, ele não realiza nenhuma operação como outras portas lógicas, podemos simplesmente jogar o buffer digital para fora de um circuito e conectar um pedaço de cabo … correto? Bem, na verdade não.

Aqui está a resposta: Um portão lógico não requer uma corrente alta para executar qualquer operação. Requer apenas um nível de tensão (5V ou 0V) em corrente baixa é suficiente.

Todos os tipos de portas lógicas suportam principalmente um amplificador embutido para que a saída não dependa dos sinais de entrada. Ao conectar em cascata duas portas lógicas “NO” em série, obtemos a mesma polaridade do sinal que a entrada no pino de saída, mas com uma corrente relativamente maior. Em outras palavras, o buffer digital funciona como um amplificador digital.

Um buffer digital pode ser usado como um estágio de isolamento entre os estágios do gerador de sinal e os estágios do controlador; Também ajuda a impedir a impedância que afeta um circuito de outro.

Um buffer digital pode fornecer uma capacidade de corrente mais alta que pode ser usada para acionar transistores chaveadores com mais eficiência.

O buffer digital fornece maior amplificação, que também é chamada de capacidade de “ventilador”.

Capacidade de implantação de buffer digital:

ventilador de buffer digital

ESPALHAM: A implantação pode ser definida como o número de portas lógicas ou circuitos digitais integrados que podem ser acionados em paralelo por um buffer digital (ou qualquer circuito integrado digital).

Um buffer digital típico possui uma exibição de 10, o que significa que o buffer digital pode lidar com 10 circuitos digitais integrados em paralelo.

VENTILADOR: A entrada de ventilador é o número de entradas digitais que podem aceitar a porta lógica digital ou o IC digital.

No esquema acima, o buffer digital possui um fan-in de 1, o que significa uma entrada. Uma porta lógica “2 entradas” “Y” possui dois ventiladores e assim por diante.

A partir do esquema acima, um buffer é conectado às 3 entradas de três portas lógicas diferentes.

Se conectarmos apenas um pedaço de cabo no local do buffer no circuito acima, o sinal de entrada pode não ter corrente suficiente e fazer com que a tensão caia através dos portões e talvez nem reconheça o sinal.

Em conclusão, um buffer digital é usado para amplificar um sinal digital com uma saída de corrente mais alta.

Buffer de três estados

Agora sabemos o que um buffer digital faz e por que ele existe em circuitos eletrônicos. Esses buffers têm dois estados “HIGH” e “LOW”. Há outro tipo de buffer chamado “buffer de três estados”.

Esse buffer possui um pino adicional chamado “Ativar pino”. Usando o pino de habilitação, podemos conectar ou desconectar a saída da entrada eletronicamente.

Assim como um buffer normal, funciona como um amplificador digital e fornece um sinal de saída como o sinal de entrada, a única diferença é que a saída pode ser conectada e desconectada eletronicamente usando o pino de disparo.

Então, um terceiro estado é inserido; a saída não é “HIGH” ou “LOW”, mas um circuito aberto ou estado de alta impedância na saída e não responde aos sinais de entrada. Esse estado é conhecido como “HIGH-Z” ou “HI-Z”.

amortecimento tristate

O acima é o circuito equivalente do buffer de três estados. O pino de habilitação pode conectar ou desconectar a saída da entrada.

Existem quatro tipos de buffers de três estados:
• Buffer ativo de três estados “STOP”
• Buffer ativo de três estados “LOW”
• Buffer de investimento em três estados “ALTO” ativo
• Buffer de três declarações de investimento ativas “LOW”
Vamos olhar para cada um deles sequencialmente.

Buffer ativo de três estados “ALTO”

status ativo do buffer digital ativo

No buffer ativo de três estados “STOP” (por exemplo: 74LS241), o pino de saída se conecta ao pino de entrada quando aplicamos o sinal “HIGH” ou “1” ou positivo no pino de habilitação.

Se aplicarmos “LOW” ou “0” ou sinal negativo ao pino de habilitação, a saída desconecta da entrada e passa para o estado “HI-Z”, onde a saída não responde à entrada e a saída estará em um estado de circuito aberto.

Buffer ativo de três estados “LOW”

ventilado sob tri estado

Aqui a saída será conectada à entrada quando aplicarmos “LOW” ou “0” ou sinal negativo no pino de habilitação.
Se aplicarmos “HIGH” ou “1” ou sinal positivo para ativar o pino, a saída será desconectada da entrada e a saída estará no estado “HI-Z” / estado de circuito aberto.

Tabela da verdade:

Buffer de investimento de três estados “STOP” ativo

No buffer ativo de três estados “STOP” ativo (exemplo: 74LS240), o portão atua como um portão lógico “NO”, mas com o pino de habilitação.

Se aplicarmos “HIGH” ou “1” ou sinal positivo na entrada de habilitação, a porta é ativada e atua como uma porta lógica “NO” lógica, onde sua saída é inversão / entrada complementar.
Se aplicarmos sinal “LOW” ou “0” ou negativo ao pino de ativação, a saída estará no estado “HI-Z” ou circuito aberto.

Tabela da verdade:

Buffer de três declarações de investimento ativas “LOW”:

buffer digital ativo sob estado

No buffer ativo de três estados “LOW”, o gate atua como um gate lógico “NO”, mas com um pino de habilitação.

Se aplicarmos “LOW” ou “0” ou sinal negativo para habilitar o pino, a porta é ativada e funciona como a porta lógica normal “NO”.
Se aplicarmos o sinal “HIGH” ou “1” ou positivo para ativar o pino, o pino de saída estará no estado “HI-Z” / estado de circuito aberto.

Tabela da verdade:

Controle de buffer de três estados:

Pelo exposto acima, vimos que um buffer pode fornecer amplificação digital e buffers de três estados podem desconectar completamente sua saída da entrada e fornecer um estado de circuito aberto.

Nesta seção, aprenderemos sobre a aplicação do buffer de três estados e como ele é usado em circuitos digitais para gerenciar a comunicação de dados com eficiência.

Nos circuitos digitais, podemos encontrar um barramento / cabos de dados que transportam dados, transportam todos os tipos de dados em um único barramento para reduzir o congestionamento da fiação / reduzir os traços de PCB e também reduzir os custos de fabricação.

Em cada extremidade do barramento, vários dispositivos lógicos, microprocessadores e microcontroladores são conectados que tentam se comunicar simultaneamente, criando algo chamado contenção.

A contenção ocorre em um circuito quando alguns dispositivos em um barramento “HIGH” e alguns dispositivos “LOW” simultaneamente, causando curto-circuito e danos ao circuito.

O buffer de três estados pode evitar essa contenção e enviar e receber dados adequadamente por um barramento.

Controle de barramento de dados do buffer de três estados:

O buffer de três estados é usado para isolar dispositivos lógicos, microprocessadores e microcontroladores em um barramento de dados. Um decodificador permitirá que apenas um conjunto de buffers de três estados passe dados pelo barramento.

Digamos que se o conjunto de dados “A” estiver conectado a um microcontrolador, o conjunto de dados “B” a um microprocessador e o conjunto de dados “C” a alguns circuitos lógicos.

No esquema acima, todos os buffers são triplos buffers ativos de alto estado.

Quando o decodificador define ENA “HIGH”, o conjunto de dados “A” é ativado, agora o microcontrolador pode enviar dados através do barramento.

O restante dos dois conjuntos de dados “B” e “C” estão em “HI-Z” ou em um estado de impedância muito alta que isola eletricamente o microprocessador e os circuitos lógicos do barramento, atualmente usado pelo microcontrolador.

Quando o decodificador define ENB como “ALTO”, o conjunto de dados “B” pode enviar dados pelo barramento, e todos os outros conjuntos de dados “A” e “C” são isolados do barramento no estado “HI-Z”. Da mesma forma, para quando o conjunto de dados “C” estiver ativado.

O barramento de dados é usado por qualquer um dos conjuntos de dados “A” ou “B” ou “C” a qualquer momento para evitar contenção.

Também podemos estabelecer comunicação duplex (bidirecional) conectando dois buffers de três estados na direção oposta e paralela. Os pinos de ativação podem ser usados ​​como um controle direcional. O IC 74245 pode ser usado para esse tipo de aplicativo.

Aqui está a lista geralmente disponível de buffers digitais e de três estados:

• Buffer hexagonal 74LS07 não inversor
• Buffer / Driver Hex 74LS17
• Buffer Octal 74LS244 / Driver de Linha
• buffer octal bidirecional 74LS245
• Tampão Invertido Hex CD4050
• Tampão de Três Estados Hex CD4503
• Tampão Octal de Três Estados HEF40244

Isso conclui nossa discussão sobre como os buffers digitais e suas várias configurações digitais funcionam. Espero que tenha ajudado você a entender bem os detalhes. Se você tiver mais perguntas ou sugestões, faça suas perguntas na seção de comentários para obter uma resposta rápida.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

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