Как и положенно спин оффам будем начинать с самых азов! С истории становления элементарных логических элеметнов и о том как они захватили мир особенно когда их "генетическая" эволюция трансформировалась в микропроцессор.
И сегодня у нас будет рассказ о самом базовом. О том как работают элементарные логические частицы.
Давным давно, когда на свете глупые короли уступили место королям умным! А те в свою очередь трансформировали мир в президентов и генеральных секретарей, но при этом сохранили свои позиции в некоторых регионах планеты. Как раз в эти времена начали появляться различные системы с дискретным реагированием на уровни сигнала... на логические нули и единицы... но делались то они из элементарных аналоговых частиц типа транзистор обыкновенный а-ля массовый супердешевый и не самый лучший по части шума 315й... работали эти сомнительные схемотехнические решения весьма своеобразно... диапазон напряжений от 4.2 вольта и до 5.5 считали за логическую еднициу а диапазон напряжений от минус -0.2 до плюс +0.4 за логический нуль... при этом в промежуточных значениях напряжений их жутко колбасило пока некто Шмитт не изобрел свой замечательный триггер... хотя надо сказать и с ним не все гладко стало...
но тут есть один нюанс который не все помнят... да и в учебниках об азах логикотехники о нем не очень хорошо написано... хотя он очень важен... дело в том что логическая единица это когда вывод микросхемы посажен на шину питания а логический ноль это когда он посажен на землю... т.е. чтобы совсем понятно если взять 2 выхода микросхемы подающей сигналы на мультибитовый цап и прицепить к ним два светодиода... один в прямой полярности другой в обратной и при этом на один из них подать логическую единицу а на другой логический ноль то светодиод гореть будет... причем только тот что прямой... а если наоборот на первый ноль а на второй единицу то гореть будет обратный светодиод...
но если все так хорошо и красиво то откуда такой разброс напряжений по логическому нулю? там же и отрицательное и положительное напряжения? как же так?
и тут мы вспоминаем однотактный усилитель... там ведь напряжение то все время в положительном диапазоне раскачивается да и средняя точка в середине его... а на динамик то идет переменка... а как она сделана? а делает ее конденсатор... он когда заряжен то на его выходе ноль... но стоит поддать ему заряд как он выдает в динамик положительное напряжение... а если начать его понижать то он начнет сопротивляться этому факту и недостающее напряжение тянуть из динамика... т.е. создавать отрицательное напряжение...
вот так и с этими микросхемами логики... кабель имеет электроемкость и то и дело шалит с напряжением логического нуля причем самым наглым образом... с логической единицей при этом тоже далеко не самым красивым образом себя ведет...
ну и еще один аспект... в литературе по электронике будь то учебники для начинающих или журналы типа Радио постоянно из года в год а то и чаще публикуются схемы где главная логическая микросхема к155ла3 так сказать основа основ логической электроники используется ну вот совсем не по назначению... то радиоприемник аналоговый на ней сварганят то усилитель для наушников то усилитель для динамика... я даже раз схему кассетного плеера видел...
все эти схемы носят одну и ту же задачу... орать во все щели инженерам что логическая схемотехника ни разу не дискретная по части рабочих уровней... не рентабельно там стабилитроны ставить да еще целым оптом... влепили пару транзисторов с парой резисторов и вперед... в итоге у этих микросхем есть режимы расколбаса когда они вполне так линейно себя ведут и пригодны в качестве обыкновенных усилителей... и надо сказать вводят их в этот расколбас парой резисторов замыкающих вход и выход...