Примеры моделирования логических элементов

Логические элементы широко применяются в различных автоматических электронных устройствах. В связи с этим большой интерес представляют оптико-электронные логические элементы, используемые в автоматах, автоматических моделях, роботах и других электронных устройствах, управляемых светом. Мы приведем несколько схем некоторых логических элементов, которые могут быть использованы при разработке различных конструкций. Все логические элементы изготовлены на базе типовых с отдельным источником напряжения смещения.

Логические элементы И. Элемент (рис. 98, а) состоит из диодной схемы совпадения с фоторезистором ФР4 и инвертора, выполненного на транзисторе Т1.

При поступлении на электрические входы (1-3) элемента сигналов отрицательного напряжения (4-12 В) и при одновременном освещении фоторезистора ФР4 (оптический вход) 77 открывается, напряжение при этом на выходе устройства по абсолютному значению мало( около 1 В). Если на одном из входов элемента сигнал отсутствует, то транзистор закрыт и напряжение на выходе такого логического элемента будет приблизительно равно напряжению источника питания. При этом Т1 закрыт положительным напряжением смещения (4-6 В), подаваемым от дополнительного источника.

Второй логический элемент И (рис. 98,б) имеет три оптических входа (фоторезисторы ФР1-ФР3), но работает так же, как предыдущий элемент. Число входов может быть и меньше трех. Увеличение их нежелательно, так как при этом увеличивается напряжение на выходе устройства (по абсолютному значению) при открытых транзисторах.

Рис. 98. Логические элементы И, ИЛИ, НЕ

Логический элемент ИЛИ (рис. 98, в). Он имеет три электрических входа (1-3) и три оптических (фоторезисторы ФР6-ФР8). Если на входы устройства не поступает сигнал, транзистор Т1 закрыт положительным напряжением смещения, подаваемым на базу транзистора. При воздействии сигнала на один из входов элемента транзистор Т1 открывается и напряжение на выходе близко нулю.

Логический элемент НЕ (рис. 98,г). Элемент выполняет логическую операцию отрицания, т. е. если на оптический вход устройства (фоторезистор ФР3), который является единственным, поступает сигнал, то на выходе он отсутствует (напряжение на коллекторе открытого транзистора Т1 мало). Элемент называется также инвертором.