Question:
Comment fonctionne une porte NAND? (Question très basique)
rampatowl
2019-04-30 05:54:16 UTC
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Je vais commencer cette question en disant que je suis un développeur de logiciels qui commence tout juste à apprendre les bases de l'électronique, il est donc très probable que je manque une intuition fondamentale ici.

Ci-dessous, une porte NAND mécanique avec deux commutateurs. Je pense que c'est censé être évident que lorsque les commutateurs sont fermés, la sortie Q est 0 plutôt que 1. Je ne vois pas pourquoi.

Je vois que lorsque les deux interrupteurs sont fermés, il y a un chemin de V + à la terre, et ce courant circulera vers la terre. Mais il y a aussi un chemin de V + à Q, donc du courant ne circule-t-il pas encore vers la sortie, la mettant dans un état 1?

L'intuition que j'utilise (qui peut être totalement fausse) est la suivante:

  • Le courant agit comme de l'eau jaillissant de V + sur tous les chemins disponibles.
  • À une jonction, le courant circulera dans les deux chemins dans une quantité inversement proportionnelle à la résistance. Dans ce cas, les deux chemins n'ont pas de résistance supplémentaire, ils doivent donc diviser le courant de manière égale.
  • L'équivalent booléen d'un 1 est que le courant passe par un point.

Aidez-moi à comprendre ce qui me manque! Et si vous pouvez m'indiquer un livre ou une ressource en ligne expliquant ces principes fondamentaux, ce serait très utile. J'ai essayé de consulter de nombreux contenus de "didacticiel de circuit" sur Google, mais étonnamment, je n'ai pas été en mesure de résoudre ma confusion ici.

schematic diagram

L'impédance de source du commutateur est de 0 alors qu'en logique normale elle est <= 50 Ohms, donc l'impédance de charge étant beaucoup plus élevée permet à de nombreuses charges d'être appliquées sans changement significatif de tension.Pour TTL, la limite était de 10 unités de charge.Mais pour le CMOS statique, la limite dépend de la capacité d'entrée équivalente et de la limite de courant du commutateur car cela affecte le temps de montée / descente.T = RC
"Je vois que lorsque les deux interrupteurs sont fermés, il y a un chemin de V + à la terre, et ce courant circulera vers la terre. Mais il y a aussi un chemin de V + à Q".Non, il n'y a qu'un seul chemin, V + à la terre, Q est un point sur ce chemin.Et, lorsque les interrupteurs sont fermés, Q est au même potentiel que la masse.
Cinq réponses:
Chris Stratton
2019-04-30 05:59:24 UTC
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L'équivalent booléen d'un 1 est que le courant passe par un point.

C'est la confusion fondamentale qui conduit à des difficultés à comprendre le circuit.

Une logique asymétrique comme celle-ci code l'état comme tension et non comme courant .

Les entrées des portes logiques sont conçues pour générer ou absorber très peu de courant, de sorte que la sortie de l'étage précédent est facilement capable d'imposer sa tension prévue sur la connexion entre la sortie et l'entrée suivante avec trèspeu de courant devant circuler.

La signalisation en mode courant existe, mais elle n'est généralement utilisée que dans des situations bruyantes, par exemple la norme 4-20 mA current loop testée dans le temps.

Je t'ai eu.Pouvez-vous expliquer pourquoi la tension de Q n'est positive que lorsqu'il n'y a pas de chemin de V + à la terre?
Parce que dans un «bras de fer», les interrupteurs à faible résistance l'emportent sur la résistance de traction en imposant la tension de leur côté opposé.
Oh bien sûr!Donc, la règle est-elle quelque chose comme: pour déterminer si une broche d'entrée est haute ou basse, regardez chaque composant défini auquel elle est connectée, et elle prendra la valeur du composant défini avec le moins de résistance le long du chemin vers ce composant?
Approximativement: mais pas seulement les composants mais ce qu'il y a derrière eux, dans ce cas des rails de tension «rigides».Et si la différence de résistances n'est pas * drastique *, la tension peut devenir intermédiaire.
vaporlock
2019-04-30 06:34:39 UTC
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Tout d'abord, le "N" signifie qu'il inverse l'entrée, le schéma fait en quelque sorte la même chose, mais il s'écarte du fonctionnement des portes.Si vous le dessiniez avec un relais, cela aurait plus de sens

schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Vous devez étudier les résistances pull down et pull up, la valeur de la résistance limite la tension, le courant n'est pas vraiment un problème car tout est au "niveau logique".J'ai eu du mal avec les trucs de logique au début, puis tout à coup tout a eu du sens, bonne chance mon ami.

Michel Keijzers
2019-04-30 06:02:13 UTC
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J'ai aussi eu ce problème depuis que j'ai commencé à apprendre un peu l'électronique (je suis aussi ingénieur logiciel).

L'électricité veut toujours s'équilibrer.S'il y a GND, toute l'électricité y circulera (en fait les électrons se déplacent en sens inverse mais ignorons cela pour l'instant).

Cela signifie que si les interrupteurs sont fermés et si Q> 0 V, toute l'électricité circulera vers GND, ce qui signifie que Q sera de 0 V dans un temps très court (lire: presque instantanément).

Cependant, lorsque l'un des commutateurs est ouvert, la tension de V + passera à Q si Q a une tension inférieure à V + (ce qui est probablement le cas), donc Q finira par avoir la même tension que V +.

analogsystemsrf
2019-04-30 07:26:43 UTC
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J'ai trouvé très utile la simple description d'une porte NAND pour agir ainsi "tout zéro entrant provoque un un".Ce circuit fera cela.

Dans ce circuit, si l'un des commutateurs est enfoncé, ce qui provoque une entrée de zéro volts vers l'onduleur, alors une logique HIGH apparaît hors du circuit.

Notez que nous avons mélangé la logique 1 et la logique HIGH et VDD et TRUE, ainsi que la logique 0 et FALSE et GROUND et la logique LOW.

schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Cela ressemble à une porte `` OU '' pour moi ... mais peut-être que je ne comprends tout simplement pas comment vous prévoyez que ces commutateurs fonctionnent (c'est un problème avec votre réponse - vous n'avez même pas essayé de décrire leur comportement)
Krauss
2019-04-30 16:11:30 UTC
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C'est en effet une question fondamentale mais je pense que c'est une question très valable. Je suis ingénieur électricien et je conviens qu'il semble que la logique est brisée, mais continuez à lire et vous verrez à quel point c'est facile.

Comme il a été répondu précédemment, les portes logiques électroniques sont nommées pour leur comportement en tension, mais c'est la partie la plus facile. Chaque fois que SW1 et SW2 sont pressés (c'est-à-dire que sa valeur est "1"), la tension au point Q est "0". Nous pouvons le traduire en utilisant des symboles de portes logiques.

schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

La tension à Q (c'est-à-dire Q à GND) est de * Logic 0 "lorsque les deux boutons sont enfoncés.

Maintenant vient la partie pas compliquée mais plutôt déroutante. Supposons que vous ayez le circuit suivant:

schematic

simuler ce circuit

Je suis sûr que vous direz que c'est définitivement un AND. Mais gardons à l'esprit le fait que la tension du point Q chute à 0 lorsque les deux boutons sont enfoncés et traduisons le circuit en utilisant des portes logiques.

schematic

simuler ce circuit

Maintenant, vous verrez que le relais ne s'allumera que lorsque la tension du point Q tombe à zéro (c'est-à-dire lorsque les deux boutons sont enfoncés.) Alors, pensez-y de cette façon; si vous deviez faire votre propre implémentation physique de ce circuit avec des portes logiques, vous devriez acheter un NAND. Vous avez maintenant une Wired AND malgré le fait que vous utilisez en fait une porte NAND. Alors ne vous inquiétez pas, votre logique de calcul est sûre.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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