Що буде, якщо вихід із NOT-ворота вводиться- НАЗАД на власний вхід?

Not-gate, якщо отримує вхід 0 (Off), він дає вихід 1 (On). І якщо ви отримаєте 1 (On) вхід, повертає 0 (Off) вихід.

Тепер, якщо-я міг би повернути вихід на вхід не-ворота, то що буде? Якщо ворота отримує 1 вхід, він дає 0-вихід, а якщо він отримує 0-вхід, він дає 1 вихід.

Ситуація звучить як фізична модель "суперечності" (власне помилкової) (наприклад, коли дитина, що напав на лихоманку - Бертран Руссель, чекаючи, що його брат обдурить, готуючись до всіх можливих хитрощів, Бертран Рассел брат зробив Бертран-дурнем-дурнем, зробивши "жодного дурня-дурня", і якщо брат Бертрана скористався жодним квітнем-дурнем, Бертран не буде обдурений, і якщо брат Бертран не скористався дурнем, що означає, що Бертран став квітня-обдурений його брат).

Тепер, що станеться у випадку справжнього обладнання, яке називається НЕ воротами ?

ВИЗНАЧАЮ можливості;

1. ворота завжди залишатимуться як 0 (вимкнено) - вихід.

2. ворота завжди залишатимуться як 1 (on)-вихід.

3. Ворота будуть "ПУЛЬЗАЦІЙНІ"; як тільки це буде 1 вихід; У наступний момент, після отримання цього 1 (увімк.) -сигналу, він видаватиме нульовий (вимкнений) сигнал, і цикл запускається і вмикається. Частота цього коливання буде залежати від фізичних характеристик компонента схеми.

4. схема буде пошкоджена (через деякий аномальний струм, перегрів тощо) і незабаром назавжди припинить роботу.

Чи щось відбудеться в межах цих припущень?

PS. Я роздумую над цією проблемою ще зі шкільних днів, але оскільки я ще не знаю, як зібрати не-ворота в контур, звідки їх можна придбати тощо; Я ще не міг-не перевірити це експериментально.

Що відбувається, як правило, випадки 3. або 5.

Ви не визначили випадок 5 :-)

• 5. Об'єднаний вхід-вихід буде сидіти на деякій напрузі біля середини живлення.

74HC14: При використанні затвора, що спрацьовує Шмітта, коливання майже напевно відбудуться.
Припустимо, Vin-out спочатку = низький = 0.
Коли введення = 0 вихід перейде до 1.
Часом для цього є затримка розповсюдження воріт (зазвичай нс до нас залежно від типу.
Коли вихід почне зростати, швидкість зміни буде залежить від навантаження. при
цьому навантаження є вхідний ємності затвора + будь-який паразитної ємності монтажу приводом через вихідний опір затвора і будь-який опір проводів.
Cin_gate в паспорті і може бути близько 10 пФ (змінюється в залежності від сімейства).
на ємність проводки друкованої плати буде низькою.
У цій ситуації індуктивність серій може також мати невеликий ефект, але зазвичай настільки мала, що не може бути ігнорованою. Вихідний опір сильно змінюється в залежності від типу воріт.
Приблизно Rout_effective = V / I = Vout / Iout_max.
наприклад, якщо dd = 5V, Iout max = 20 мА, то Rout ~~~ = 5 / .020 = 250 Ом. Це дуже динамічно, але дає ідею.

Коли Vout = 1 підняв Cin на високий рівень через Rseries + Rout, ворота побачать VIn = 1 і почнуть переходити на Vo = 0. Після затримки розповсюдження вихід починає падати.
І так триває.

74HC04 : Коли використовується ворота, що не спрацьовує Шмітта, коливання можуть виникати за вищевказаним механізмом, але більш імовірно, що затвор встановиться в лінійному режимі з Vin-Vout приблизно на половину живлення.
Внутрішні пари транзисторно-комутаційних пар, які більшу частину часу призначені для етеричного високого або низького виходу, можуть утримуватися в проміжному стані. Це може призвести до великого розтягування струму і може призвести до руйнування ІМС, але може і не.

Як керівництво:

74HC04 таблиця даних інвертора Затримка розповсюдження ~~ = 20 нс 74HC14 таблиця даних інвертора Затримка розповсюдження ~ ~ = 35 нс

Затримка розповсюдження 74HC14 приблизно на 50% більша, ніж для 74HC04, але гістерезис вхідних воріт Шмітта менас Він займає трохи більше часу, щоб піднятися, тому, ймовірно, означає загальну затримку приблизно вдвічі для затвора, що спрацьовує Шміттом.

Якщо Cin = 10 pF і Rout = 250 Ом, то константа часу руху Vout Cin = t = RC = 250 x 10E-12
~~ = 3E-9 = 3 нс.
Пари чисел нижче, розділені на "/", знаходяться для 74HC04 / 74HC14 Оскільки затримка розповсюдження ~ = 20/40 нс ('04 / '14) (див. Рис. 6 в таблиці даних 74HC04), то загальна низька - висока та низька - висока - для 1 циклу коливань, можливо, 50/100 нс, тому пропонується коливання близько 20/10 МГц. На практиці це здається, можливо, "трохи високим" для 74HC14, але коливання в діапазоні МГц, ймовірно, не мають інших навантажень на 5В. 74HC04, ймовірно, не коливатиметься, але якщо це станеться, можливо, зробить це з більш високою частотою.

Примітка: Шлют-шитт буде коливатися на меншій частоті як через тривалішу затримку розповсюдження, так і через те, що пороги високого рівня визначаються і розділяються напругою гістерезису - тому для зарядки Cin потрібно дуже трохи довше. Не Шміттовий затвор, ймовірно, коливатиметься вище, якщо він коливається, але, швидше за все, він перейде в лінійний режим - можливо, з накладеними коливаннями з низькою амплітудою.

_____________________________________________

Що всередині ?:

Маріо показав концептуальну схему простого інвертора, такого як 74C04. Вони були одними з перших воріт CMOS - але привід з низьким вихідним рівнем був "дратівливий", і незабаром прибули захищені ворота з більшою кількістю накопичувачів. Для отримання приводу додаткового струму вони мають високий струм вихідного ступеня окремо від вхідного. Оскільки вони обидва інвертують, загальний результат НЕ є інвертором, тому вони додають 3-й інвертуючий етап для отримання загальної інверсії. Кінцевим результатом є "інвертор" зовні і чорний ящик невідомого випадку, коли ведеться напів аналог.

Для 74HC04 наведена нижче схема, як показано в
Fairchild і
TI, а також таблиці даних
NXP
BUT
ON-Semi ,
просто щоб бути різною, зробіть 2-й ступінь буфером з інвертуючим входом. Результат такий же, логічно розумний. Отже, в цілому немає гарантій, що буде, коли буде дозволено функціонувати напівалогове.

Один інвертор 6 в 74HC04:

Зауважте, що це лише одна версія на базі CMOS - існує багато інших версій CMOS.

CMOS - це найчастіше використовувані, але оригінальні TTL, LSTTL, STTL. ECL та багато іншого.

те, що ви описуєте, називається кільцевим осцилятором

Ваш вихід буде коливатися з певною частотою, залежно від затримки затвора НЕ воріт.

Ідеальна НЕ ворота може коливатися з нескінченно високою частотою.

Оскільки такого ідеального пристрою не існує, ваша частота буде

$f=\frac{1}{2*t}$

де t - затримка воріт НЕ воріт, який ви використовуєте.

Дивлячись на схему транзистора, видно, що отримана схема складається з двох транзисторів, які мають свої ворота, з'єднані зі своїми стоками. Цей так званий транзистор, пов'язаний з діодом, діє як нелінійний резистор.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

В основному у вас виходить дільник напруги, і залежно від фактичних розмірів транзистора ви отримаєте напругу, яка повинна становити приблизно половину напруги живлення.

Один інвертор не буде коливатися, оскільки не має достатнього зсуву фази. Для генератора вам знадобиться щонайменше три перетворювачі послідовно.

Це може залежати від технології, але принаймні затвор TTL НЕ (біполярні транзистори) часто можна розглядати як просто інвертуючий підсилювач з високим посиленням.

Підключаючи вхід до виходу, ви створюєте сильний негативний зворотний зв'язок, тому підсилювач стабілізується десь між логічним 0 та логічним 1.

Якщо ви підключите вхід до виходу через резистор, можливо, подається і підсилюється зовнішній аналоговий сигнал.

Внутрішні елементи одного затвору, як правило, не мають достатньої паразитарної здатності (тому затримка) для створення коливань, якщо з'єднані таким чином. Однак кільце з 3, 5 або більше воріт може мати достатню затримку, щоб генерувати високочастотний сигнал, а не переходити в стабільний стан.

Я бачив такі «цифрові аналогові» рішення в стабілізаторах напруги (дуже елегантний - цифровий мікросхем стабілізує 5В для себе) та генераторах (ланцюг з 3-х воріт працює як генератор, десь близько 8 МГц) у старій російській літературі. Ці діаграми посилаються на мікросхеми серії K155 (я думаю, щось подібне до старої серії 7400 має бути західним аналогом).

Не новою відповіддю, а як просте розуміння того, що "точка - 5." (це пояснили інші користувачі) з простою механічною аналогією .

Неповерхові ворота можна порівняти з важелем із нерухомою опорою, розташованою в центрі важеля. (Такі, як у ножицях).

Якщо його один кінець (передбачається в якості вхідного кінця) pressed- вниз , то інший кінець (передбачається, в якості вихідного кінця) Райз вгору .

І по-протилежності , якщо вхідний кінець snatched- вгору , вихідний кінець deeps- вниз .

Ми припускаємо,

Вгору = 1

Вниз = 0

У цій механічній моделі немає простого способу з'єднати вхід з виходом, тому ми йдемо на невеликий непрямий шлях. ...

що відбувається, коли більше, ніж 1 не-ворота зібрані в комбінації Series.

Непарний номер з ворота не в серії (досить-подібних кільцевої генератор) поводяться як в одному-Not-воріт . Те саме - є в нашому механіко-представнику.

1 важіль (містить 1 опору і 2 кінці) = 1 не ворота.

Тепер, оскільки ця комбінація буде діяти як єдиний не ворота, і її вихід може взаємодіяти з її входом , як це.

Стенди, намальовані просто для того, щоб опорні місця утримувались у визначеному місці, і з'єднання двох окремих важелів (= окремі не ворота) може рухатися вгору або вниз

Отже, якщо ми зможемо приєднатися до початку та кінця (і зможемо надати належній системі переносити надлишковий тиск між двома сусідніми важелями) ...

Вся річ утворювала б площину кола; без кінців на 0 або 1. Але на ...

... 0,5. Проміжне положення.

Подобається це:

На цьому останньому зображенні ліве зображення є одноруковим, представленим так само, як карта світу, намальована на 2-й сторінці, з частиною Аляски вбік східного кінця Росії та трохи Росії на Західний Аляска.

На останньому зображенні відображається праворуч зображення, плоске, горизонтальне положення, значення 0,5.

Звичайний (не тригер Шмітта) не затвор може по суті розглядатись як тип інвертуючого підсилювача, який, як правило, працює в насиченні. Підключаючи вихід до входу, ми застосовуємо негативний зворотний зв'язок до цього підсилювача.

Результати цього залежать від частотної характеристики. Одноступінчасті ворота не матимуть відповіді першого порядку і будуть стабілізуватися на рівні десь між двома рельсами живлення.

Три ступінь ("забудований") не ворота матиме відповідь третього порядку. На частотах, що перевищують другу частоту розриву, це спричинить зсув фази приблизно на 180 градусів, перетворюючи негативний зворотний зв'язок у позитивний зворотний зв'язок. Якщо затвор все ще має посилення на цих частотах, у вас буде осцилятор.

Що таке "відповідь третього порядку"? Що таке "друга частота перерви"?

Кожен підсилювач діє як фільтр низької частоти. Як правило, одноступеневий підсилювач має відповідь першого порядку.

Фільтр з відповіддю першого порядку можна наблизити двома прямими лініями на графіку зі шкалою журналу журналу. У цьому наближенні коефіцієнт посилення залишається рівним, поки частота перерви не знижується зі швидкістю 20 дБ на десятиліття (~ 6 дБ на октаву). Перед частотою перерви вхід знаходиться у фазі з виходом. Після частоти перерви вихід на 90 градусів виходить з фази з входом.

Фільтр з відповіддю другого порядку має дві частоти розриву і може бути визначений трьома прямими лініями на нашому графіку журналу журналу. Знову ж таки в цій програмі посилення залишається рівним із зміною фази 0 до першої частоти розриву. Потім він падає на 20 дБ на десятиліття з 90 градусами зсуву фази до другої частоти розриву. Нарешті вона падає на 40 дБ на десятиліття із 180 градусами зсуву фази.

Фільтр з відповіддю третього порядку може бути апроксимований чотирма прямими на нашому графіку журналу журналу в наближенні після першої частоти перерви у вас є відкат 20 дБ / десятиліття і фазовий зсув 90 градусів після другої частоти розриву перекидання на 40 дБ / десятиліття та фазовий зсув на 180 градусів, а після третьої частоти перерви ви маєте 270-градусний зсув фази та 60 дБ / десятиліття.

Це наближення не є досконалим, насправді є більш щадний перехід величини та фази в області навколо кожної частоти розриву, але це досить добре для наших цілей.

Коли ми ставимо три підсилювачі на кожен із відповідями першого порядку в послідовності, ми закінчуємо системою, яка має відповідь третього порядку.

Питання: Чи корисна ця відповідь?
A: Я так думаю. (Деякі не можуть :-)).

Він використовує гумор у формі реалізації дуже давнього жарту - і трапляється мати справу з інверсією та коливаннями, аналогічно інвертору в цьому питанні.

_________________________________

Новачок Бен опублікував посилання на те, що хтось вважав неактуальним.
Це насправді привабливо і майже корисно, а також дещо кумедно.
Завжди розгублено повідомляв про проблеми з брандмауером - моя система, яка (умовно) захищена, не зверталася зі скаргами на доступ до сайту.

Це посилання, яке надав Бен, - це 40-секундне відео, на якому показано "вченого", що експериментує з випаданням тоста та кішки та зазначає, як вони приземляються. Що він робить далі, відповідає стандартному жарту. На задньому плані його Ігорові як помічнику важко працювати. Тост, кішка, якась стрічка і апарат Ігоря створюють щось важливе для цього питання. Він передбачає інверсію та коливання та (можливо, зворотній зв'язок). Плюс smidgeon гумору.

Мені подобається експеримент ~ = 20 мм тост на краплі - і навряд чи результат.
Що стосується приблизного твердого питання, - можливо, і результату.

Крім того, Бен зазначив, "... і це виробляє необмежену потужність". .
Це має сенс у контексті тостів + ​​кішок, але не надто актуальне для цього питання.