Vi mạch kỹ thuật số. Các loại logic, trường hợp. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu

 Bình luận bài viết

Chà, trước tiên, hãy nói điều này: vi mạch được chia thành hai loại lớn: tương tự và kỹ thuật số. Các vi mạch tương tự hoạt động với tín hiệu tương tự và tín hiệu kỹ thuật số tương ứng với tín hiệu kỹ thuật số. Chúng tôi sẽ nói cụ thể về vi mạch kỹ thuật số.

Chính xác hơn, chúng ta thậm chí sẽ không nói về vi mạch, mà là về các yếu tố của công nghệ kỹ thuật số có thể "ẩn" bên trong vi mạch.

những yếu tố này là gì?

Một số tên bạn đã nghe nói, một số bạn có thể không. Nhưng tin tôi đi, những cái tên này có thể được phát âm to trong bất kỳ xã hội văn hóa nào - đây là những từ hoàn toàn tử tế. Vì vậy, một danh sách sơ bộ về những gì chúng ta sẽ nghiên cứu:

• Kích hoạt
• Bộ đếm
• bộ mã hóa
• Bộ giải mã
• Bộ ghép kênh
• Bộ so sánh
• Ram
• ROM

Tất cả các mạch kỹ thuật số đều hoạt động với tín hiệu kỹ thuật số. Nó là gì?

Tín hiệu số - đây là những tín hiệu có hai mức ổn định - mức logic XNUMX và mức logic một. Đối với các vi mạch được tạo bằng các công nghệ khác nhau, các mức logic có thể khác nhau.

Hai công nghệ được sử dụng rộng rãi nhất là TTL và CMOS.

TTL - Transistor-Logic Transistor;

CMOS - Kim loại-Oxit-Bán dẫn bổ sung.

Trong TTL, mức không là 0,4 V, mức một là 2,4 V.

Với logic CMOS, mức XNUMX rất gần với XNUMX vôn, một mức xấp xỉ bằng điện áp cung cấp.

Trong mọi trường hợp, một - khi điện áp cao, bằng không - khi điện áp thấp.

NHƯNG! Điện áp bằng không ở đầu ra của vi mạch không có nghĩa là đầu ra đang "treo trong không khí". Trên thực tế, nó chỉ đơn giản là được kết nối với một sợi dây chung. Do đó, bạn không thể kết nối trực tiếp một số kết luận logic: nếu chúng có các mức khác nhau, sẽ xảy ra đoản mạch.

Ngoài sự khác biệt về mức tín hiệu, các loại logic còn khác nhau về mức tiêu thụ điện năng, tốc độ (tần số giới hạn), khả năng chịu tải, v.v.

Loại logic có thể được nhận dạng bằng tên của chip. Chính xác hơn - bằng các chữ cái đầu tiên của tên, cho biết vi mạch thuộc về sê-ri nào. Trong bất kỳ dòng sản phẩm nào cũng có thể có các vi mạch được sản xuất chỉ bằng một công nghệ. Để giúp bạn điều hướng dễ dàng hơn, đây là một bảng tóm tắt nhỏ:

Phổ biến nhất hiện nay là loạt sau (và các đối tác nhập khẩu của chúng):

• TTLSh - K555, K1533
• CMOS-KR561, KR1554, KR1564
• ESL - K1500

Nên xây dựng các mạch kỹ thuật số bằng cách sử dụng các vi mạch chỉ có một loại logic. Điều này chính xác là do sự khác biệt về mức logic của tín hiệu kỹ thuật số.

Loại logic được chọn chủ yếu dựa trên các cân nhắc sau:

- tốc độ (tần số làm việc)

- Tiêu thụ năng lượng

- giá

Nhưng có những tình huống mà một loại là không đủ. Ví dụ, một đơn vị nên có công suất thấp và tốc độ cao khác. Chip công nghệ CMOS có mức tiêu thụ thấp. ESL có tốc độ cao.

Trong trường hợp này, bạn sẽ cần cài đặt bộ chuyển đổi mức.

Đúng, một số loại thường được nối mà không cần bộ chuyển đổi. Ví dụ, tín hiệu từ đầu ra của vi mạch CMOS có thể được áp dụng cho đầu vào của vi mạch TTL (giả sử rằng điện áp cung cấp của chúng là như nhau). Tuy nhiên, không nên gửi tín hiệu theo hướng ngược lại, tức là từ TTL đến CMOS.

Chips có sẵn trong các gói khác nhau. Các loại vỏ phổ biến nhất là:

DIP

(Gói nội tuyến kép)

"Con gián" thông thường. Chúng tôi đặt chân vào các lỗ trên bảng - và hàn nó.

Chân trong trường hợp có thể là 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48 hoặc 56.

Khoảng cách giữa các dây dẫn (pitch) là 2,5 mm (tiêu chuẩn trong nước) hoặc 2,54 mm (tư sản).

Chiều rộng chì khoảng 0,5 mm

Việc đánh số pin nằm trong hình (xem từ trên xuống). Để xác định vị trí của chiếc chân đầu tiên, bạn cần tìm "chìa khóa" trên cơ thể.

GIÂY

(Mạch tích phân đại cương nhỏ)

Vi mạch phẳng - nghĩa là các chân được hàn ở cùng một phía của bảng nơi đặt vỏ. Đồng thời, vi mạch nằm trên bo mạch.

Số lượng chân và cách đánh số của chúng giống như đối với DIP.

Khoảng cách ghim là 1,25 mm (trong nước) hoặc 1,27 mm (tư sản).

Chiều rộng chốt - 0,33...0,51

PLCC

(Nhà cung cấp chip dẫn đầu bằng nhựa J)

Vỏ vuông (hiếm khi - hình chữ nhật). Các chân nằm ở cả bốn phía và có hình chữ J (các đầu của chân được uốn cong dưới bụng).

Các vi mạch được hàn trực tiếp vào bảng (phẳng) hoặc được cắm vào ổ cắm. Cái sau là thích hợp hơn.

Số chân - 20, 28, 32, 44, 52, 68, 84.

Bước chân - 1,27 mm

Chiều rộng chốt - 0,66...0,82

Chốt số - chân đầu gần chốt, tăng số ngược chiều kim đồng hồ:

TQFP

(Gói mỏng Quad Flat)

Một cái gì đó giữa SOIC và PLCC.

Vỏ vuông dày khoảng 1mm, các dây dẫn nằm ở tất cả các mặt.

Số lượng chân là từ 32 đến 144.

Cao độ - 0,8 mm

Chiều rộng đầu ra - 0,3 ... 0,45 mm

Đánh số - từ góc vát (phía trên bên trái) ngược chiều kim đồng hồ.

Vì vậy, nói chung, tình hình với thân tàu. Tôi hy vọng bây giờ bạn sẽ dễ dàng điều hướng hơn một chút trong vô số vi mạch hiện đại và bạn sẽ không bị mê hoặc bởi cụm từ của người bán như: "vi mạch này chỉ có trong vỏ PLC" ...