2.7. Буферные элементы

Микросхемы, которые не выполняют логических функций, а формируют цифровые сигналы, усиливают импульсы по току, называются буферными. Они обслуживают шины данных, выполняя системные функции, т. е. отключают от шины неиспользуемые в данный момент приемники и передатчики цифровых слов.

Буферные усилители могут передавать сигнал без инверсии либо с инверсией. Некоторые элементы имеют вывод разрешения по входу EI или выходу ЕО. Очень удобны для обслуживания шин данных оказались буферные усилители с тремя состояниями: это - два обычные выходные состояния высокого и низкого уровней, а также размыкание выхода по специальной команде - третье состояние - Z. Выходное сопротивление элемента в этом состоянии составляет сотни килоом.

Микросхемы АП (АП2, АП6) представляют собой буферные усилители-формирователи.

Микросхема АП2 - это сдвоенный формирователь (рис. 2.59).

Рис. 2.59. Условное обозначение и цоколевка микросхемы АП2

Состояния элемента даны в табл. 2.32.

Буферные элементы в АПЗ - это инверторы. Входы команд третьего состояния /ЕОа и /ЕОя обслуживают по четыре элемента. Если на входы /ЕОа и /ЕОв подано напряжение высокого уровня, то в состоянии z (разомкнутом) окажутся выходы /Yа.../Y4а и /Yв.../Y4в соответственно. Т. е. микросхема АП3-это два четырехканальных формирователя с тремя состояниями на выходе, с инверсией сигнала и инверсным управлением.

Микросхемы АП4 и АП5 содержат буферные усилители без инверсии (два канала по четыре усилителя). Причем входы разрешения АП4 управляются напряжениями противофазных уровней, а АП5 имеют инверсные входы разрешения.

Выходы четверок элементов перейдут в состояние z, если на вход /ЕОа подать напряжение высокого уровня, а на ЕОа - низкого уровня для АП4, а для АП5 на оба входа /ЕОа и /ЕОв необходимо подать напряжение высокого уровня.

Способ организации по четыре канала широко используется в цифровой аппаратуре, т. к, число разрядов (бит) в цифровых словах (байтах) микропроцессорных систем обычно кратно четырем. Это удобно для организации универсальных шин, данных в системах.

В настоящее время широко используются двунаправленные шинные усилители. Если в каждый проводник шины данных установить такой двунаправленный усилитель, то, подав на ИС команду, можно разрешить передачу данных по шине данных слева направо или наоборот. На рис. 2.60 показана схема одного двунаправленного канала усиления, образованного буферными элементами DD1.1 и DD1.2. Эти элементы имеют взаимно инверсные входы разрешения передачи данных: /Е0 для DD1.1 и ЕО для DD1.2.

Если на внешний для двунаправленного шинного усилителя вход разрешения ЕО подать напряжение низкого уровня, то канал будет передавать данные слева направо через DD1.1 (рис. 2.60,а), т. к. выход элемента DD1.2 разомкнут (z-состояние).

Функциональная схема двунаправленного шинного усилителя:
а - передача сигнала слева направо; б - передача сигнала справа налево.

Если на вход ЕО подать напряжение высокого уровня, то канал будет передавать данные справа налево через DD1.2 (рис. 2.60,б), а выход элемента DD1.1 разомкнут. Противофазные входы /ЕОа и ЕОв микросхемы АП4 позволяют использовать ее как четыре двунаправленных шинных усилителя, а для микросхем АП3 и АП5 между входами /ЕОа и /ЕОв при организации такого режима необходимо включить инвертор.

Микросхема АП6 (рис. 2.61) содержит восемь двунаправленных шинных усилителей с тремя состояниями выходов.

Условное обозначение и цоколевка микросхемы АП6

Она имеет два входа разрешения EAB (переключение направления каналов) и /EO (перевод выхода канала в третье состояние - z). У данной микросхемы нет запрещенных комбинаций сигналов управления (табл. 2.33).

Цоколевка микросхем АП, условное обозначение приведены на рис. 2.62, а основные параметры в табл. 2.34.. Состояния элементов АП3 и АП4 даны в табл. 2.35 и 2.36.

Рис. 2.62. Условное обозначение и цоколевка микросхем АП3, АП4 и АП5