一、OC門——集電集開路門
1. 基本概念
OC門(Open Collector Gate)是數(shù)字電路中的一種邏輯門,它是開集輸出門電路,其主要作用是將輸入信號通過門電路進(jìn)行處理,并將結(jié)果輸出到外部負(fù)載上。OC門的特點是輸出端可以接受較高的電壓,因此它可以驅(qū)動較高電平的負(fù)載,如電機(jī)、繼電器、LED等。
鋸齒波用RC充放電路實現(xiàn)很簡單,可動手實驗
電路分析:16V 4A筆記本充電器降壓為12.6V鋰電池充電器
OC門的輸出端可以被拉低,但無法被拉高,只能在高阻態(tài)時不輸出電信號。OC門通常由一個開漏輸出的晶體管和一個輸入端組成,可以實現(xiàn)與門、或門、非門等邏輯運算。
在OC門中,當(dāng)輸入端為低電平時,輸出端被拉低;當(dāng)輸入端為高電平或高阻態(tài)時,輸出端處于高阻態(tài)。這種輸出方式使得多個OC門可以并聯(lián)連接,通過外部上拉電阻或上拉電源,形成開關(guān)電路,控制外部器件的工作。
2. 作用
數(shù)字信號的緩沖、放大、隔離和反相等;
由于OC門的開漏輸出特性,它還可以用于實現(xiàn)數(shù)字信號的多路選擇、電平轉(zhuǎn)換和施密特觸發(fā)等功能;
常用于模擬電路中,將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號,控制模擬器件的工作,如控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、控制LED的亮度等。
3. 使用要點
OC門的輸出端并不能提供電壓源,因此在使用OC門時需要為輸出端接電源或外部上拉電阻,以確保輸出端正常工作。
OC門輸出端的高電平和低電平 均需要通過外部電路來驅(qū)動,因此在設(shè)計電路時需要注意電路的抗干擾能力和穩(wěn)定性。
4. OC門的簡單實現(xiàn)
二、OD門——漏極開路門
OD門(Open Drain Gate)是數(shù)字電路中的一種邏輯門,它的輸出端可以被拉低,但無法被拉高,只能在高阻態(tài)時不輸出電信號。OD門通常由一個開漏輸出的晶體管和一個輸入端組成,可以實現(xiàn)與門、或門、非門等邏輯運算。
與OC門類似,OD門的輸出端也可以被多個門并聯(lián)連接,形成開關(guān)電路,控制外部器件的工作。不同之處在于,OD門的輸出端可以通過上拉電阻或上拉電源拉高,從而實現(xiàn)高低電平轉(zhuǎn)換。因此,OD門適用于一些需要既可以輸出高電平又可以輸出低電平的應(yīng)用場合,如數(shù)字信號的放大、隔離、反相、驅(qū)動等。
在實際應(yīng)用中,OC門和OD門常常互相轉(zhuǎn)換使用,具體取決于電路的設(shè)計要求和應(yīng)用場合。
下面示例是漏極開路的與非門:
四、三態(tài)門
1. 概念
三態(tài)門是一種數(shù)字電路門電路,它具有三種狀態(tài):
高電平輸出
低電平輸出
高阻態(tài)輸出。
與普通門電路只有兩種狀態(tài)(高電平輸出和低電平輸出)不同,三態(tài)門的高阻態(tài)輸出可以在電路中實現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài),使得它可以連接多個門電路或器件而不會干擾其它部分的工作。
三態(tài)門通常由多個晶體管和一個控制信號組成:
當(dāng)控制信號為高電平時,晶體管導(dǎo)通,門電路輸出高電平;
當(dāng)控制信號為低電平時,晶體管截止,門電路輸出低電平;
當(dāng)控制信號為高阻抗?fàn)顟B(tài)時,門電路輸出高阻抗?fàn)顟B(tài)。
三態(tài)門圖標(biāo)示例:
2. 三態(tài)門的作用
三態(tài)門的高阻態(tài)輸出特性使得它在復(fù)雜的數(shù)字電路設(shè)計中具有重要的作用。
在數(shù)字電路設(shè)計中,總線是用于連接多個器件的數(shù)據(jù)傳輸線路。由于總線連接了多個器件,因此可以通過使用三態(tài)門來控制各個器件與總線的連接狀態(tài),實現(xiàn)總線上多組信號的傳輸。這種技術(shù)稱為總線共享/總線復(fù)用,在計算機(jī)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)中被廣泛使用,可以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸效率和可靠性。
3. 簡單仿真
下面使用74HC126_s 進(jìn)行仿真。74HC126具有 四個三態(tài)門 ,74HC126_s是一個三態(tài)門。
使能端用來控制三態(tài)門的使能狀態(tài)。一般來說,使能端高電平的最小值為2V,也就是當(dāng)使能端電壓高于2V時,三態(tài)門處于使能狀態(tài),使能端內(nèi)部有一個反向器,這時不可以傳輸數(shù)據(jù)。
(1)1使能高電平
這時輸出為高阻,即輸出與輸入沒有關(guān)系 。
審核編輯:彭菁
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原文標(biāo)題:數(shù)字電路: OC門、OD門、三態(tài)門
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