Што такое EX-NOR Gate?Табліца праўдзівасці, прынцып працы, прынцыповая схема і выкарыстанне

Часта задаюць пытанні [FAQ]

1. Як можна выкарыстоўваць венты EX-NOR для параўнання двух шматразрадных двайковых лікаў у лічбавым кампаратары?

Шлюз EX-NOR параўноўвае па адной пары бітаў.Напрыклад, калі параўноўваюцца два 4-бітныя лікі, можна выкарыстоўваць чатыры вароты EX-NOR, з кожным гейтам правяраючы пазіцыю аднаго біта.Калі ўсе выхады EX-NOR HIGH, два двайковыя лікі роўныя.Калі нават адзін выхад НІЗКІ, пры хаця б адзін біт не супадае.У практычных схемах кампаратараў, Выхады EX-NOR звычайна спалучаюцца з вентылятарам І, таму канчатковы выхад становіцца HIGH толькі тады, калі кожная пара бітаў ідэнтычная.

2. Чаму схема EX-NOR дае няправільны выхад, нават калі табліца праўдзівасці правільная?

Звычайна гэта адбываецца таму, што ў рэальнай ланцугу ёсць праблемы табліца праўдзівасці не паказвае.Сярод распаўсюджаных прычын - няправільны штыфт мікрасхемы злучэнні, плаваючыя ўваходы, няправільнае напружанне сілкавання, адсутнасць зазямлення злучэнне або выкарыстанне несумяшчальных лагічных узроўняў паміж CMOS і TTL прылады.Табліца праўдзівасці прадугледжвае чыстыя сігналы HIGH і LOW, але ан фактычная схема залежыць ад стабільных узроўняў напружання, правільнай праводкі і правільныя ўмовы працы мікрасхемы.

3. Як выбраць паміж CD4077, 74LS266 і 74HC266 для схемы засаўкі EX-NOR?

Выбірайце мікрасхему ў залежнасці ад патрабаванняў да напружання, хуткасці і магутнасці.CD4077 падыходзіць для ланцугоў малой магутнасці і больш шырокіх дыяпазонаў напружання, таму што гэта звычайна можа працаваць ад 3В да 15В.74LS266 звычайна з'яўляецца прыладай TTL выкарыстоўваецца ў лагічных сістэмах 5 В, але спажывае больш энергіі.74HC266 добра працуе для сучасныя лагічныя схемы CMOS з меншым энергаспажываннем і хутчэй прадукцыйнасць, чым старыя сем'і CMOS.Для ўбудаваных і якія працуюць ад батарэі праекты, 74HC266 або CD4077 звычайна больш практычныя, чым 74LS266.

4. Як затрымка распаўсюджвання ўплывае на вароты EX-NOR у шматступенных лагічных схемах?

Затрымка распаўсюджвання становіцца больш сур'ёзнай, калі ёсць некалькі варот EX-NOR злучаны ў ланцуг або выкарыстоўваецца з іншымі лагічнымі варотамі.Кожная брама дадае a невялікая затрымка да змены выхаду пасля змены ўваходу.У павольным схем, гэта можа не мець значэння, але ў высакахуткасных кампаратарах такт ланцугоў або абсталявання сувязі, можа выклікаць назапашаная затрымка збоі, ілжывыя вынікі параўнання або памылкі часу.Дызайнеры памяншаюць гэта з дапамогай больш хуткіх лагічных сем'яў, больш кароткіх шляхоў сігналу і меншай колькасці каскадныя вароты.

5. Чаму плаваючыя ўваходы выклікаюць нестабільныя выхады EX-NOR і як іх можна выправіць?

Плаваючы ўваход не падлучаны да пэўнага ВЫСОКАГА або НІЗКАГА напружання. З-за гэтага мікрасхема можа ўлоўліваць электрычны шум ад суседніх правадоў, макетныя кантакты, або камутацыйныя сігналы.Гэта можа зрабіць EX-NOR выхад міргае або змяняецца выпадковым чынам.Выпраўленне заключаецца ў падключэнні невыкарыстоўваемых або кіраваныя ўваходы ў вядомы лагічны стан з дапамогай падцягвання ўверх або ўніз рэзістары.Гэта забяспечвае стабільнасць уводу і прадухіляе выпадковы вывад паводзіны.

6. Як можна стварыць шлюз EX-NOR, выкарыстоўваючы толькі шлюзы NAND, і чаму гэта карысна?

Шлюз EX-NOR можа быць створаны з некалькіх варот NAND, таму што NAND з'яўляецца універсальнай лагічнай брамай.Гэта азначае, што шлюзы NAND могуць прайграваць НЕ, І, Функцыі OR, XOR і EX-NOR пры правільным падключэнні.Гэта карысна у лічбавым лагічным дызайне, таму што выкарыстанне аднаго тыпу варот можа спрасціць апаратная рэалізацыя, асабліва ў дызайне IC і адукацыі схемы.Аднак у практычных праектах спецыяльны EX-NOR IC ёсць звычайна прасцей і чысцей, чым падключаць некалькі гейтаў NAND ўручную.

7. Што выклікае праблемы з шумам у ланцугах затвораў EX-NOR і як іх паменшыць?

Праблемы з шумам часта ўзнікаюць з-за доўгіх правадоў, дрэннага зазямлення, нестабільнай працы крыніца харчавання, бліжэйшыя ланцугі пераключэння або плаваючыя ўваходы.Так як Шлюзы EX-NOR параўноўваюць лагічныя станы, нават невялікі непажаданы ўсплёск напружання можа стварыць ілжывы выхадны пераход.Каб паменшыць шум, захавайце сігнальныя драты Карацей кажучы, выкарыстоўвайце стабільны крыніца харчавання, дадайце развязваючыя кандэнсатары побач IC, належным чынам падключыце зазямленне і не пакідайце ўваходы непадлучанымі. Гэтыя практыкі асабліва важныя ў макетных схемах і убудаваныя сістэмы.

8. Ці можна выкарыстоўваць гейт EX-NOR для ўзгаднення датчыкаў ва ўбудаваных праектах або робататэхніцы?

так.Вароты EX-NOR можна выкарыстоўваць, калі сістэме трэба праверыць, ці ёсць сігналы двух лічбавых датчыкаў аднолькавыя.Напрыклад, у робататэхніцы два могуць спатрэбіцца канчатковыя выключальнікі, сігналы энкодэра або датчыкі становішча у параўнанні, перш чым дазволіць рухальныя дзеянні.Калі абодва стану датчыка супадаюць, выхад EX-NOR можа сігналізаваць кантролеру, што ўмова сапраўдная. Гэта робіць логіку EX-NOR карыснай для простай праверкі апаратнага ўзроўню не абапіраючыся толькі на праграмнае забеспячэнне.

9. Чаму выхад гейта EX-NOR можа затрымлівацца або скажацца пры ўвядзенні некалькіх уваходаў?

Гэта можа адбыцца таму, што выхад перагружаны.Кожны ўваход падлучаны да выхаду EX-NOR дадае некаторую электрычную нагрузку і доўгія правады або сляды друкаванай платы дадаюць ёмістасць.Занадта вялікая загрузка запавольвае выхад пераход і можа скажаць сігнал, асабліва ў больш хуткіх схемах.А Буферны засаўка або мікрасхема драйвера могуць спатрэбіцца, калі выхад EX-NOR павінен харчавацца многія іншыя лагічныя ўваходы.Памяншэнне даўжыні провада і абмежаванне веераў таксама дапамагае падтрымліваць чыстае пераключэнне.

10. Ці можа мікракантролер замяніць затвор EX-NOR у ланцугу?

Мікракантролер можа замяніць логіку EX-NOR, калі параўнанне не працуе павінна адбыцца імгненна або на вельмі высокай хуткасці.Мікракантролер можа счытваць два ўваходныя кантакты, параўноўваць іх стану ў праграмным забеспячэнні і ствараць выхад.Аднак апаратны затвор EX-NOR лепш, калі схема патрабуе больш хуткі адказ, меншая залежнасць ад праграмнага забеспячэння або бесперапынны рэжым рэальнага часу параўнанне сігналаў.Для простых убудаваных праектаў параўнанне праграмнага забеспячэння досыць часта, але для лічбавай логікі, адчувальнай да часу, апаратнае забеспячэнне EX-NOR больш надзейны.