Консультация онлайн # 202615

Раздел: Электротехника и радиоэлектроника
Автор вопроса: Мария (Посетитель)
Дата: 15.04.2022, 00:14 Консультация неактивна
Поступило ответов: 0
Добрый день, Уважаемые эксперты! Прошу вашей помощи с такой задачей:"Укажите, какую логическую функцию выполняет элемент. Приведите вид передаточной характеристики рассматриваемого Вами логического элемента. Используя данные задания Вашего варианта, приведите на передаточных характеристиках эпюру входного напряжения и определите, в каком логическом состоянии находится цепь, рассматриваемого вами элемента." Напряжение питания = 12В, Пороговые напряжения МДП транзисторов VT1 и VT2 = 3В, Уровень входного напряжения = 0,5В.
Путем сравнения выяснилось, что это похоже на КМДП инвертор и найдена соответствующая ему передаточная характеристика. К сожалению, не представляю, как привести эпюру входного напряжения. Буду очень благодарна за подсказку

Ответов еще не поступило.

Мини-форум консультации # 202615

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

325629

= общий =    16.04.2022, 10:03
Вы писали "Буду очень благодарна за подсказку", но Ваше "Последнее посещение 1 сут 9 ч назад" вызывает подозрение, будто Вы уже забросили свою консультацию и ушли, верно?
Мария

Посетитель

ID: 405671

325632

= общий =    16.04.2022, 14:29
Добрый день! Нет-нет, я захожу дважды в день, просто не заметила, что заходила без авторизации на сайте, а просто подглядывала, нет ли откликов
Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

325633

= общий =    16.04.2022, 16:11
Вы спрашивали: "не представляю, как привести эпюру входного напряжения" - по-моему, Вы не поняли сути причинно-следственной связи. Представьте, будто школьнику задали некую функцию типа
y(x) = x^2 и спрашивают у него : Чему равен "x" ? Многие растеряются, как Вы, и лишь самые сообразительные ответят, что "x" - это аргумент, (=причина) он может принимать Любое значение, а y(x) - функция, (следствие) которая зависит от "x"-значения. В этой ситуации нельзя спрашивать Чему равен "x" ?

Другое дело - уравнение, например y(x) = x^2 = 9 , тут уже аргумент связан с функци-значением =9 , и "x" - в роли корня уравнения, а не произвольный аргумент.

Подобная ситуация и Вашем примере: При изучении работы логического инвертора Входное напряжение может быть Любым, тк оно есть аргумент , а Выходное напряжение - функция, зависящая от аргумента.

Ставить вопрос об эпюре Входного напряжения можно только при наличии какого-то Условия со стороны Выходного напряжения. Например, Какое должно быть Входное напряжение, чтоб на Выходе элемента получить логическую единицу? Это - своебразное уравнение. Я не вижу в Вашем условии задачи, какое именно Вам задано Выходное напряжение, чтоб рассчитать для его получения соответствующее Входное напряжение?

Если конкретного значения Выходного напряжения Вам не задано, тогда надо рассмотреть все 4 возможных варианта состояния инвертора:
1)Чтобы получить логическую единицу на выходе, надо подать логический нуль на вход.
2)Чтобы получить логический нуль на выходе, надо на вход подать логическую единицу.
3)Чтобы получить фронт на выходе, надо на вход подать спад.
4)Чтобы получить спад на выходе, надо на вход подать фронт. Одним словом - инвертор - это логика "Всё наоборот".
Мария

Посетитель

ID: 405671

325639

= общий =    16.04.2022, 19:30
Спасибо за ответ! В условии задачи действительно не сказано о величине выходного напряжения. Не могли бы вы привести пример, как будет выглядеть эпюра допустим для первого случая?
Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

325641

= общий =    17.04.2022, 06:10
Первый и второй случаи - самые популярные и самые простые. Я не могу быстро начертить эпюры, а интернет в нашем вымирающем ДальВосточном поселении сегодня постоянно пропадает. Я планирую отправить Вам рисунок ч-з ~ 10 часов.
Мария

Посетитель

ID: 405671

325644

= общий =    17.04.2022, 13:11
Большое спасибо!
Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

325660

= общий =    18.04.2022, 11:54
Эпюры - это графики изменения напряжения в зависимости от времени, которые инженеры-электроники и радио-любители наблюдают на экранах своих осциллографов для изучения работы и настройки своих электронных узлов.
Ваши исходные данные "Напряжение питания = 12В, Пороговые напряжения МДП транзисторов VT1 и VT2 = 3В" мне понятны, а "Уровень входного напряжения = 0,5В" - ерунда какая-то. Ведь если действительно Уровень входного напряжения всегда фиксированный со значением 0,5 Вольта, тогда нет смысла чертить эпюру-график с единственной прямой линией на уровне 0,5 В. Тогда и элемент-инвертор не нужен, тк постоянное напряжение 0,5 В можно получить от обычного Делителя напряжения из 2х резисторов.

Эпюры полезны для понимания процессов, происходящих в узле. Если параметры процесса не заданы Вам, тогда поимпровизируем и зададим 1 полный цикл Выходного напряжения, для получения которого на выходе инвертора нам надо спроектировать эпюру Входного напряжения. Пусть Выходное напряжение проходит 4 стадии:
Состояние логического нуля, Переключение в состояние логической единицы (фронт), Состояние логической единицы, Переключение в состояние логического нуля (спад).

Принцип рассуждений прост, как в школе: поскольку мы рассматриваем инвертор, то на его входе должен быть такой же сигнал, как на выходе, только наоборот. А с учётом дополнительных параметров, изображённых на Ваших скринах (Пороговые напряжения, НЕ-мгновенные переключения), надо учесть дополнительные технические параметры и их допуски. Поэтому я добавил параметры упреждения :
τзад01 - задержка времени распространения сигнала от входа к выходу для переключения Выхода из состояния логического 0 в логич-единицу,
τзад10 - задержка времени распространения сигнала от входа к выходу для переключения Выхода из состояния логической "1" в логич-нуль. Картинку-эпюру прилагаю.
Надеюсь, Вы уже изучили, что прелесть цифровой техники (по ставнению с предыдущей аналоговой) в том, что уровни напряжений логических уровней можно допускать в широких пределах. Например, для реализации на Входе состояния Логической единицы я могу подать на Вход хоть 6 Вольт, хоть 12, и инвертор всё равно воспримет его, как Логическую. единицу. Аналогично Логический нуль допускает пределы от 0 В до Uпор0 . И лишь интервал напряжений, отмеченный мною жёлтой заливкой, считается рискованной, неопределённой зоной, которую разработчики стараются перескочить как можно быстрее для страховки от влияния помех и ошибочной реакции на них.
Надеюсь, мои старания понятны Вам?
Мария

Посетитель

ID: 405671

325670

= общий =    18.04.2022, 15:12
Да, большое спасибо за разъяснения, Владимир Николаевич, а может быть так, что уровень входного напряжения дан для ответа на вторую часть вопроса: в каком логическом состоянии находится цепь? В таком случае цепь находится в состоянии логического нуля, т. к. Входное напряжение меньше, чем пороговое, верно?)
Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

325676

= общий =    18.04.2022, 16:13
Вы правы, Мария: в Условии действительно есть фраза "и определите, в каком логическом состоянии находится цепь, рассматриваемого вами элемента". И в таком случае Вы совершенно верно сопоставили: "Входное напряжение меньше, чем пороговое", значит Вход инвертора в "нуле", а выход - в логической единице.
Мария

Посетитель

ID: 405671

325682

= общий =    18.04.2022, 16:56
Большое вам спасибо!
Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

325683

= общий =    18.04.2022, 17:47
НаЗдоровье Вам, Мария! smile
Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.