6.4. Исключающее ИЛИ. Word.

ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ „ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ”.
Логический элемент „исключающее ИЛИ” применяется как сумматор по модулю 2 или
используется для задерживания цифрового импульса. Его часто включают как фазовый
компаратор, определяющий момент равенства частот и фаз двух цифровых
последовательностей.
Среди прочих устройств с помощью элементов „исключающее ИЛИ” часто проектируют
генераторы строго сфазированных многофазных последовательностей (например,
трехфазных напряжений питания микроэлектродвигателей).
На практике наиболее часто используют двухвходовые элементы „исключающее ИЛИ”.
На РИС.1 показан символ элемента без инверсии и его таблица состояний. Нижняя и
верхняя строки таблицы (РИС.1) отображают эквивалентность уровней, т.е. А = В = 0 (в
верхней строке) и А = В =1 (в нижней). В случае А = В = 0 выходной сигнал Q = 0 (это
естественный так называемый тривиальный ноль). Когда А = В =1 выходной сигнал Q
также равен нулю, хотя на двух входах А и В присутствуют единицы.
Логические элементы „исключающее ИЛИ” в составе микросхем КМОП – технологии
изображены на РИС.2.
Иногда появляется необходимость собрать элемент „исключающее ИЛИ” из отдельных
логических элементов. На РИС.3,а, б даны схемы таких устройств без инверсии, а на
РИС.3,в, г – аналогичные структуры, но с инверсией выходной функции суммирования по
модулю 2.
Если требуется многовходовой элемент „исключающее ИЛИ”, можно собрать его по
схемам, показанным на РИС.4. На РИС.4,а дана схема трехвходового сумматора по
модулю 2, a на РИС.4,б – восьмивходового.
На РИС.4,в изображена другая восьмивходовая схема. Такая структура – основа
микросхем, предназначенных для проверки на четность многоразрядных цифровых слов.
Микросхема К561СА1 – двенадцатиразрядная схема проверки на четность. Она имеет
один выход Q и 13 входов (один бит – контрольный). Эта микросхема показана на РИС.5.
По таблице на этом рисунке можно определить состояние выхода Q (выходные
напряжения высокого или низкого уровня) в зависимости от четности или нечетности
суммы напряжений высоких уровней. Если необходимо каскадировать две схемы
К561СА1, выход первой микросхемы следует присоединить ко входу А12 второй.
Пример построения электронного устройства (система управления преобразователя
постоянного напряжения в переменное трехфазное) на элементах „исключающее ИЛИ”
показан на РИС.6. Задающая частота синхронизации f такт. должна быть выбрана в 6 раз
большей, чем требуемая частота трехфазной последовательности. Счетчик К155ИЕ4
генерирует последовательность импульсов А, B, и C. После трех элементов
„Исключающее ИЛИ” выходные последовательности Ф1, Ф2, Ф3 имеют точную и
постоянную фазировку с взаимным сдвигом на треть периода.
Еще одно интересное применение элементов „исключающее ИЛИ” показано на РИС.7.
Довольно часто нет необходимости знать точное значение измеряемой величины, какого
– то параметра… К примеру, в угольных пластах скопления взрывоопасного газа метана
пульсируют. Установив в отверстие, сделанное при помощи шпура (длинное толстое
сверло), пьезоэлектрический датчик, можно контролировать амплитуду и частоту
пульсаций газа метана, которые довольно точно укажут можно ли производить
дальнейшую выемку угля или необходимо производить дегазацию пласта. Прибор, на это
указывающий должен быть максимально прост в эксплуатации. Если применить
частотомер, сложно будет в шахтных условиях быстро сориентироваться, на какой объем
газа метана указывает вышеупомянутый прибор.
На РИС.7 изображена схема аппаратуры контроля напряженного состояния массива
сейсмоакустическим сигналом (по частоте). С фильтров высших частот (перед ними
установлен режекторный фильтр 50Гц и усилитель низкой частоты на ОУ) сигнал
поступает на выпрямители среднего значения на ОУ. Элементы „Исключающее ИЛИ” и
логические элементы ИЛИ, построенные на диодах VD1…VD4, VD5…VD8, VD9…VD12,
вырабатывают кодовые комбинации переменных A, B, C и D, которые управляют
дешифратором. К выходу дешифратора подключается семисегментный индикатор,
например, жидкокристаллический, который и указывает одной цифрой от 0 до 8 на
количество газа метана в пласте.
Логику работы схемы очень доступно поясняет таблица истинности схемы,
изображенная на этом же РИС.7.