전기 회로의 논리 게이트

논리 요소는 입력 값과 출력 값을 특정 연결하는 장치입니다. 기본 논리 요소에는 2개의 입력과 1개의 출력이 있습니다. 그들에 대한 신호는 불연속적입니다. 즉, 1 또는 0의 두 가지 가능한 값 중 하나를 취합니다. 전압의 존재는 때때로 1로 간주되고 전압의 부재는 때때로 0으로 간주됩니다. 이러한 장치의 작동은 부울 대수학(논리 대수학)의 개념을 사용하여 분석됩니다.

이산 신호로 작동하는 장치를 이산이라고 합니다. 이러한 장치의 작동은 부울 대수학(논리 대수학)의 개념을 사용하여 분석됩니다.

논리 대수학의 기초

논리 변수는 x = 1 또는 x = 0의 두 가지 반대 값만 취할 수 있는 입력 값입니다. 논리 함수는 입력 및 출력 신호 자체에 대한 출력 값의 종속성이며, 두 값만 취할 수도 있습니다. : y = 1 또는 y = 0. 논리 연산은 논리 함수에 따라 논리 변수가 있는 논리 요소가 수행하는 동작입니다.값 1과 0은 서로 반대입니다(반전): 1 = 0, 0 = 1. 대시는 부정(반전)을 의미합니다.

0 • 0 = 0, 0 + 0 = 0, 1 — 0 = 0, 1 + 0 = 1, 1 • 1 = = 1, 1 + 1 = 1이라고 가정합니다.

논리 대수학의 공식을 변환할 때 반전 연산이 먼저 수행된 다음 곱셈, 덧셈 및 기타 모든 연산이 수행됩니다.

이 주제에 대해서도 다음을 참조하십시오. 접촉 회로 대수의 법칙

기본 논리 연산은 여기에서 설명합니다. 논리적 장치

릴레이 접점 회로 형태의 논리 소자

논리 소자는 릴레이 접점 회로의 형태로 나타낼 수 있습니다(그림 1).

쌀. 1. 기본 논리 소자(a) 및 릴레이 접점 등가물(b)

닫힌 접점이 하나의 신호에 해당하고 열린 접점이 0에 해당한다고 가정하면 요소 A는 연결된 접점 x1 및 x2와 릴레이 y로 나타낼 수 있습니다. 두 접점이 모두 닫히면 코일을 통해 전류가 흐르고 릴레이가 작동하고 접점이 닫힙니다.

OR 요소는 병렬로 연결된 두 개의 NO 접점으로 나타낼 수 있습니다. 첫 번째 또는 두 번째가 닫히면 릴레이가 활성화되고 신호가 통과하는 접점이 닫힙니다.

NOT 요소는 하나의 NO 접점 x와 하나의 NC 접점 y로 나타낼 수 있습니다. 입력에 신호가 적용되지 않으면(x = 0) 릴레이가 작동하지 않고 y의 접점이 닫힌 상태로 유지되고 전류가 흐릅니다. x 접점을 닫으면 릴레이가 작동하고 접점이 열리면 출력 신호가 0이 됩니다.

무화과에서. 그림 2는 OR - NOT 연산을 수행하는 회로를 보여줍니다.입력에 신호가 적용되지 않으면 트랜지스터는 닫힌 상태를 유지하고 전류가 흐르지 않으며 출력 전압은 소스 emf Uy = Uc와 같습니다. y = 1.

쌀. 2. 논리 요소 OR - NOT의 체계, 논리 연산 수행

입력 중 하나 이상에 전압이 가해지면 트랜지스터의 저항이 ∞에서 0으로 떨어지고 전류가 이미 터 컬렉터 회로를 통해 흐릅니다. 트랜지스터 양단의 전압 강하는 0이 됩니다(Uy = 0). 이것은 출력에 신호가 없음을 의미합니다. 즉, y = 0입니다. 요소의 정상적인 작동을 위해서는 공통 지점에 대한 기본 전위의 변위를 생성해야 하며 이는 특수 소스 Ucm에 의해 달성됩니다. 및 저항 Rcm. 저항 R6은 기본 이미 터 전류를 제한합니다.

전자기 릴레이, 트랜지스터, 자기 코어, 전자 램프, 공압 릴레이에 내장된 논리 소자는 너무 커서 집적 회로가 사용되는 이유이며, 그 논리 연산은 크리스탈 수준에서 수행됩니다.

회로에서 논리 게이트를 사용하는 예

전기 드라이브에서 가장 일반적으로 발견되는 몇 가지 전기 회로 어셈블리를 살펴보겠습니다. 무화과에서. 3a는 컨택터 코일 K의 공급부를 나타낸다.

쌀. 3. 논리 요소가 있는 회로 노드: 1 — 8 — 입력 및 출력 번호

KNP 버튼을 누르면 전류가 라인을 통해 흐르고 컨택터가 활성화됩니다. 주요 접점(다이어그램에 표시되지 않음)은 모터를 네트워크에 연결하고 닫는 K 접점은 KNP 버튼을 우회합니다. 이제 이러한 접점을 통해 전류가 흐르고 KNP 버튼을 놓을 수 있습니다.스프링의 작용에 따라 접점이 열리지만 접점 K를 통해 코일에 계속 전원이 공급됩니다. KnS 버튼을 누르면 라인이 중단되고 접촉기가 해제됩니다.

이 노드는 논리적 요소에서 실행될 수 있습니다. 이 회로에는 접촉기 K의 코일, KNP 및 KNS 버튼, 두 개의 논리 요소 OR - NOT 및 증폭기가 포함됩니다. 초기 상태는 x1 = 0 및 x2 = 0이고 요소 1의 출력에서 ​​y1 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1을 얻습니다. 요소 2의 출력에서 ​​— y5 = x3 + x4 = 1 + 0 = 0, t .is 코일이 꺼져 있고 릴레이가 작동하지 않습니다.

KnP를 누르면 y1 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0입니다. 요소 2의 출력에서 ​​y5 = x3 + x4 = 0 + 0 = 1입니다. 코일을 통해 전류가 흐르고 접촉기가 활성화됩니다. 입력 x2에 신호 y2가 인가되지만 y1 = x1 + x2 = 1 + 1 = 0이기 때문에 y1은 이에 의해 변경되지 않습니다. 따라서 접촉기 코일에 전원이 공급됩니다.

KNS 버튼을 누르면 두 번째 요소의 입력에 신호 x4 = 1이 적용된 다음 y2 = x3 + x4 = 0 + 1 = 0이 되고 접촉기가 해제됩니다.

고려 중인 회로는 명령을 "기억"할 수 있습니다. 신호 y2는 버튼을 놓아도 변경되지 않습니다.

플립플롭으로 동일한 메모리 기능을 수행할 수 있습니다. 신호 x1 = 1이 입력에 적용되면 신호 y = 1이 출력에 나타나고 KnS 버튼을 누를 때까지 변경되지 않습니다. 그런 다음 플립플롭이 전환되고 신호 y = 0이 출력에 나타나며 KNP 버튼을 다시 누를 때까지 변경되지 않습니다.

무화과에서. 3, b는 두 릴레이 PB(정방향) 및 PH(역방향)의 전기적 차단을 위한 블록을 보여줍니다. 이는 단락으로 이어질 수 있으므로 동시 작동을 배제합니다.실제로 KnV 버튼을 누르면 PB 릴레이가 활성화되고 보조 접점이 열리고 KnN 버튼을 눌러도 PH 코일에 전원이 공급되지 않습니다. 여기에는 버튼의 닫힘 접점 조작이 없습니다. 즉, 메모리 모듈이 없습니다.

논리 요소가 있는 회로에서 첫 번째 요소에서 KNV 버튼을 누르면 x1 = 1, y2 = x1 = 0이 됩니다. 두 번째 요소에서 y7 = x5 + x6 = y2 + x6= 0 + 0 = 1

릴레이 PB가 활성화되고 신호 y7이 요소 4의 입력에 적용됩니다(y7 — x8 = 1). 요소 3(x2 = 0)의 입력에 신호가 없으면 y4 = x2 = 1입니다. 네 번째 요소에서: y10 = x8 + x9 = x8 + y4 = 1 + 1 = 0, 즉 PH 릴레이가 작동할 수 없습니다. , KnN 버튼을 눌러도 마찬가지입니다. 그런 다음 동일한 결과를 얻습니다. 10 = x8 + x9 = = x8 + y4 = 1 + 0 = 0.

무화과에서. 3, c는 KnS 버튼을 누르거나 리미트 스위치 VK의 접점을 여는 경우의 해제 릴레이를 보여줍니다. 초기 위치에 논리 요소가 있는 회로에서 y3 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1, 즉 릴레이 코일에 전원이 공급됩니다. KnS 버튼을 누르면 y3 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0이 되고 릴레이가 해제됩니다.

무화과에서. 도 3의 d는 VK 접점이 닫혀 있을 때 KNP 버튼을 눌렀을 때 릴레이를 켜는 장치이다. 접점의 정상 상태에 있는 논리 요소가 있는 회로에서 y7 = NS6 = y6 = NS4 = y3 = x1x2 = 0 • 0 = 0을 얻습니다. KNP 버튼만 누르면 y7 = x1x2 = 1 • 0 = 0. VK 접점만 닫힌 경우 y7 = = x1x2 = 0 • 1 = 0 KNP가 닫히고 VK가 되면 y7 = x1x2 = 1 • 1 = 1이 됩니다. 이것은 릴레이가 활성화되었음을 의미합니다.

무화과에서. 3, e는 두 개의 릴레이 P1 및 P2에 대한 제어 회로를 보여줍니다.회로에 전압이 가해지면 타임 릴레이 PB가 활성화되고 라인 3의 접점이 즉시 열립니다. 회로가 작동할 준비가 되었습니다. KNP 버튼을 누르면 릴레이 P1이 활성화되고 버튼을 우회하여 접점이 닫힙니다. 라인 2의 다른 연락처는 열리고 라인 3의 다른 연락처는 닫힙니다. 릴레이 PB가 해제되고 접점이 시간 지연으로 닫히면 릴레이 P2가 활성화됩니다. 따라서 KNP 버튼을 누르면 릴레이 P1이 즉시 활성화되고 P2는 잠시 후 활성화됩니다.

논리 요소가 있는 회로에서 "메모리" 노드는 플립플롭에 구축됩니다. 출력에 신호가 없으면(y3 = 0) 릴레이 P1 및 P2의 전원이 차단됩니다. KNP 버튼을 누르면 트리거 출력에 신호가 나타나고 릴레이 P1이 활성화되고 EV 요소가 동기화되기 시작합니다.

신호 y5 = 1이 발생하면 릴레이 P2가 활성화됩니다. KnS 버튼을 누르면 트리거가 전환되고 y3 = 0이 됩니다. 릴레이 P1 및 P2가 해제됩니다.

논리 소자가 있는 일반적인 어셈블리는 더 복잡한 회로에 널리 사용되며 이러한 회로는 릴레이-접촉기 장비 회로보다 훨씬 간단합니다.