इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये लॉजिक गेट्स

लॉजिक एलिमेंट्स ही अशी उपकरणे आहेत जी इनपुट आणि आउटपुट व्हॅल्यू दरम्यान एक विशिष्ट कनेक्शन बनवतात. प्राथमिक तर्क घटकामध्ये दोन इनपुट आणि एक आउटपुट असतो. त्यांना दिलेले सिग्नल वेगळे असतात, म्हणजेच ते दोन संभाव्य मूल्यांपैकी एक घेतात - 1 किंवा 0. व्होल्टेजची उपस्थिती कधीकधी एक म्हणून घेतली जाते आणि त्याची अनुपस्थिती कधीकधी शून्य म्हणून घेतली जाते. अशा उपकरणांच्या ऑपरेशनचे विश्लेषण बुलियन बीजगणित - तर्कशास्त्राचे बीजगणित या संकल्पनांचा वापर करून केले जाते.

वेगळ्या सिग्नलसह कार्यरत उपकरणांना स्वतंत्र म्हणतात. अशा उपकरणांच्या ऑपरेशनचे विश्लेषण बुलियन बीजगणित - तर्कशास्त्राचे बीजगणित या संकल्पनांचा वापर करून केले जाते.

तर्कशास्त्राच्या बीजगणिताची मूलभूत तत्त्वे

लॉजिकल व्हेरिएबल हे एक इनपुट मूल्य आहे जे फक्त दोन विरुद्ध मूल्ये घेऊ शकते: x = 1 किंवा x = 0. लॉजिकल फंक्शन म्हणजे इनपुट आणि आउटपुट सिग्नलवर आउटपुट मूल्याचे अवलंबन आहे, जे फक्त दोन मूल्ये देखील घेऊ शकते. : y = 1 किंवा y = 0. लॉजिकल ऑपरेशन ही लॉजिकल फंक्शननुसार लॉजिकल व्हेरिएबल्ससह तार्किक घटकाद्वारे केलेली क्रिया आहे.1 आणि 0 ही मूल्ये परस्पर विरुद्ध आहेत (उलटलेली): 1 = 0, 0 = 1. डॅश म्हणजे नकार (उलटा).

असे गृहीत धरले जाते की 0 • 0 = 0, 0 + 0 = 0, 1 — 0 = 0, 1 + 0 = 1, 1 • 1 = = 1, 1 + 1 = 1.

लॉजिक बीजगणिताच्या सूत्रांचे रूपांतर करताना, उलथापालथ ऑपरेशन्स प्रथम केल्या जातात, नंतर गुणाकार, बेरीज आणि नंतर इतर सर्व.

या विषयावर देखील पहा: कॉन्टॅक्ट सर्किट बीजगणिताचे कायदे

मूलभूत तार्किक ऑपरेशन्सची येथे चर्चा केली आहे: तार्किक उपकरणे

रिले-संपर्क सर्किट्सच्या स्वरूपात तर्कशास्त्र घटक

लॉजिक घटक रिले-संपर्क सर्किट (चित्र 1) च्या स्वरूपात दर्शविले जाऊ शकतात.

तांदूळ. 1. मूलभूत तर्क घटक (a) आणि रिले संपर्क समतुल्य (b)

जर आपण असे गृहीत धरले की बंद संपर्क एका सिग्नलशी संबंधित आहेत आणि उघडलेले संपर्क शून्याशी संबंधित आहेत, तर घटक A ला कनेक्ट केलेले संपर्क x1 आणि x2 आणि रिले y म्हणून प्रस्तुत केले जाऊ शकते. जर दोन्ही संपर्क बंद असतील, तर विद्युत प्रवाह कॉइलमधून वाहतील, रिले कार्य करेल आणि त्याचे संपर्क बंद होतील.

OR घटक समांतर जोडलेले दोन NO संपर्क म्हणून दर्शविले जाऊ शकतात. जेव्हा त्यापैकी पहिला किंवा दुसरा बंद असतो, तेव्हा रिले सक्रिय होते आणि त्याचे संपर्क बंद करते ज्याद्वारे सिग्नल पास होईल.

एक नाही घटक एक NO संपर्क x आणि एक NC संपर्क y म्हणून दर्शविला जाऊ शकतो. इनपुट (x = 0) वर कोणताही सिग्नल लागू न केल्यास, रिले कार्य करत नाही आणि y चे संपर्क बंद राहतात, त्यांच्यामधून विद्युतप्रवाह वाहतो. आपण x संपर्क बंद केल्यास, रिले ऑपरेट करेल आणि त्याचे संपर्क उघडेल, नंतर आउटपुट सिग्नल शून्य असेल.

अंजीर मध्ये. 2 एक सर्किट दाखवते जे OR — NOT ऑपरेशन करते.कोणत्याही इनपुटवर कोणताही सिग्नल लागू न केल्यास, ट्रान्झिस्टर बंद राहील, त्यातून कोणताही विद्युतप्रवाह वाहणार नाही आणि आउटपुट व्होल्टेज स्रोत emf Uy = Uc, म्हणजे समान असेल. y = 1.

तांदूळ. 2. तार्किक घटकाची योजना किंवा — नाही, तार्किक क्रिया करत आहे

कमीत कमी एका इनपुटवर व्होल्टेज लावल्यास ट्रान्झिस्टरचा प्रतिकार ∞ वरून 0 पर्यंत खाली येईल आणि एमिटर-कलेक्टर सर्किटमधून विद्युतप्रवाह वाहू लागेल. ट्रान्झिस्टरवर व्होल्टेज ड्रॉप शून्य असेल (Uy = 0). याचा अर्थ असा की आउटपुटवर कोणताही सिग्नल नाही, म्हणजेच y = 0. घटकाच्या सामान्य ऑपरेशनसाठी, सामान्य बिंदूच्या सापेक्ष बेस संभाव्यतेचे विस्थापन तयार करणे आवश्यक आहे, हे विशेष स्त्रोत Ucm द्वारे प्राप्त केले जाते. आणि रेझिस्टर Rcm. रेझिस्टर R6 बेस एमिटर करंट मर्यादित करतो.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिले, ट्रान्झिस्टर, चुंबकीय कोर, इलेक्ट्रॉनिक दिवा, वायवीय रिले यावर तयार केलेले लॉजिक घटक खूप मोठे आहेत, म्हणूनच आता एकात्मिक सर्किट्स वापरल्या जातात. त्यातील तार्किक ऑपरेशन्स क्रिस्टल स्तरावर चालतात.

सर्किट्समध्ये लॉजिक गेट्स वापरण्याची उदाहरणे

चला काही इलेक्ट्रिकल सर्किट असेंब्ली पाहू ज्या सामान्यतः इलेक्ट्रिक ड्राइव्हमध्ये आढळतात. अंजीर मध्ये. 3a कॉन्टॅक्टर कॉइल K चे पुरवठा युनिट दाखवते.

तांदूळ. 3. लॉजिक घटकांसह सर्किट नोड्स: 1 — 8 — इनपुट आणि आउटपुट क्रमांक

जेव्हा KNP बटण दाबले जाते, तेव्हा प्रवाह ओळीतून वाहतो आणि संपर्ककर्ता सक्रिय होतो. त्याचे मुख्य संपर्क (आकृतीमध्ये दाखवलेले नाही) मोटरला नेटवर्कशी जोडतात आणि K संपर्क, बंद करून, KNP बटण बायपास करतात. आता या संपर्कांमधून करंट प्रवाहित होईल आणि KNP बटण सोडले जाऊ शकते.स्प्रिंगच्या कृती अंतर्गत, ते त्याचे संपर्क उघडते, परंतु कॉइल संपर्क K द्वारे उर्जा होत राहील. जेव्हा KnS बटण दाबले जाते, तेव्हा लाइनमध्ये व्यत्यय येतो आणि संपर्ककर्ता सोडला जातो.

हा नोड तार्किक घटकांवर कार्यान्वित केला जाऊ शकतो. सर्किटमध्ये कॉन्टॅक्टर K चे कॉइल, KNP आणि KNS बटणे, दोन लॉजिक घटक OR — NOT आणि अॅम्प्लीफायर समाविष्ट आहेत. प्रारंभिक अवस्था x1 = 0 आणि x2 = 0 आहे, नंतर घटक 1 च्या आउटपुटवर आपल्याला y1 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1 मिळेल. घटक 2 च्या आउटपुटवर — y5 = x3 + x4 = 1 + 0 = 0, t .is कॉइल बंद आहे, रिले काम करत नाही.

तुम्ही KnP दाबल्यास, y1 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0. घटक 2 y5 = x3 + x4 = 0 + 0 = 1 च्या आउटपुटवर. कॉइलमधून विद्युत प्रवाह वाहतो आणि संपर्ककर्ता सक्रिय होतो. इनपुट x2 वर y2 सिग्नल लागू केला जातो परंतु y1 याद्वारे बदलला जात नाही कारण y1 = x1 + x2 = 1 + 1 = 0. अशा प्रकारे कॉन्टॅक्टर कॉइल ऊर्जावान होते.

तुम्ही KNS बटण दाबल्यास, दुसऱ्या घटकाच्या इनपुटवर x4 = 1 सिग्नल लागू होईल, नंतर y2 = x3 + x4 = 0 + 1 = 0 आणि संपर्ककर्ता सोडला जाईल.

विचाराधीन सर्किट "आदेश" लक्षात ठेवण्यास सक्षम आहे: बटण सोडले तरीही सिग्नल y2 अपरिवर्तित राहतो.

समान मेमरी फंक्शन फ्लिप-फ्लॉपसह पूर्ण केले जाऊ शकते. इनपुटवर x1 = 1 सिग्नल लागू केल्यास, आउटपुटवर सिग्नल y = 1 दिसेल आणि जोपर्यंत आपण KnS बटण दाबत नाही तोपर्यंत तो अपरिवर्तित राहील. फ्लिप-फ्लॉप नंतर स्विच केला जातो आणि आउटपुटवर सिग्नल y = 0 दिसून येतो. जोपर्यंत आपण KNP बटण पुन्हा दाबत नाही तोपर्यंत तो अपरिवर्तित राहील.

अंजीर मध्ये. 3, b दोन रिले PB (फॉरवर्ड) आणि PH (रिव्हर्स) च्या इलेक्ट्रिकल ब्लॉकिंगसाठी एक ब्लॉक दर्शविते, जे त्यांचे एकाचवेळी ऑपरेशन वगळते, कारण यामुळे शॉर्ट सर्किट होईल.खरंच, जेव्हा KnV बटण दाबले जाते, तेव्हा PB रिले सक्रिय होते, आणि त्याचे सहायक संपर्क उघडतात, आणि KnN बटण दाबले तरीही PH कॉइल सक्रिय होऊ शकत नाही. लक्षात घ्या की येथे बटणांच्या बंद होणार्‍या संपर्कांची कोणतीही युक्ती नाही, म्हणजेच मेमरी मॉड्यूल नाही.

तार्किक घटक असलेल्या सर्किटमध्ये, जेव्हा आपण पहिल्या घटकावरील KNV बटण दाबतो तेव्हा आपल्याला x1 = 1, y2 = x1 = 0 मिळते. दुसऱ्या घटकावर, y7 = x5 + x6 = y2 + x6= 0 + 0 = 1

रिले PB सक्रिय केले आहे आणि y7 सिग्नल घटक 4 (y7 — x8 = 1) च्या इनपुटवर लागू केले आहे. घटक 3 (x2 = 0) च्या इनपुटवर कोणताही सिग्नल नाही, नंतर y4 = x2 = 1. चौथ्या घटकावर: y10 = x8 + x9 = x8 + y4 = 1 + 1 = 0, म्हणजे PH रिले कार्य करू शकत नाही , KnN बटण दाबले तरीही. मग आपल्याला समान परिणाम मिळेल: 10 = x8 + x9 = = x8 + y4 = 1 + 0 = 0.

अंजीर मध्ये. 3, c KnS बटण दाबण्याच्या किंवा VK मर्यादा स्विचचे संपर्क उघडण्याच्या बाबतीत रिलीझ रिले दर्शविते. तर्कशास्त्र घटकांसह सर्किटमध्ये प्रारंभिक स्थितीत y3 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1, म्हणजे, रिले कॉइल ऊर्जावान आहे. जेव्हा तुम्ही KnS बटण दाबता, तेव्हा आम्हाला y3 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0 मिळते आणि रिले सोडले जाते.

अंजीर मध्ये. 3, डी व्हीके संपर्क बंद असताना केएनपी बटण दाबल्यास रिले चालू करण्यासाठी डिव्हाइस दर्शविते. संपर्कांच्या सामान्य स्थितीत तर्क घटक असलेल्या सर्किटमध्ये, आपल्याला y7 = NS6 = y6 = NS4 = y3 = x1x2 = 0 • 0 = 0 मिळेल. फक्त KNP बटण दाबल्यास, y7 = x1x2 = 1 • 0 = 0. जर फक्त VK संपर्क बंद असेल तर y7 = = x1x2 = 0 • 1 = 0 जेव्हा KNP बंद असेल आणि VK आपल्याला y7 = x1x2 = 1 • 1 = 1 मिळेल. याचा अर्थ रिले सक्रिय झाला आहे.

अंजीर मध्ये. 3, ई दोन रिले P1 आणि P2 साठी नियंत्रण सर्किट दाखवते.जेव्हा सर्किटवर व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा टाइम रिले पीबी सक्रिय केला जातो, ओळ 3 मधील त्याचे संपर्क त्वरित उघडतात. सर्किट ऑपरेशनसाठी तयार आहे. जेव्हा KNP बटण दाबले जाते, तेव्हा रिले P1 सक्रिय होते, त्याचे संपर्क बंद होतात, बटण बायपास करतात. ओळ 2 वरील इतर संपर्क उघडे आणि 3 ओळीवर बंद. रिले PB रिलीज होतो आणि त्याचे संपर्क वेळेच्या विलंबाने बंद होतात, रिले P2 सक्रिय केले जाते. अशा प्रकारे, केएनपी बटण दाबल्यानंतर, रिले पी 1 ताबडतोब सक्रिय होईल, आणि पी 2 - काही काळानंतर.

लॉजिक घटकांसह सर्किटमध्ये, "मेमरी" नोड फ्लिप-फ्लॉपवर तयार केला जातो. आउटपुटवर कोणतेही सिग्नल नसू द्या (y3 = 0), रिले P1 आणि P2 डी-एनर्जाइज्ड आहेत. KNP बटण दाबा, ट्रिगर आउटपुटवर एक सिग्नल दिसेल. रिले P1 सक्रिय झाला आहे आणि EV घटक समक्रमित होऊ लागतो.

जेव्हा सिग्नल y5 = 1 येतो, तेव्हा रिले P2 सक्रिय केले जाते. जेव्हा तुम्ही KnS बटण दाबता, तेव्हा ट्रिगर स्विच केला जातो आणि नंतर y3 = 0. रिले P1 आणि P2 सोडले जातात.

तर्कशास्त्र घटकांसह ठराविक असेंब्ली अधिक जटिल सर्किट्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात आणि अशा सर्किट्स रिले-कॉन्टॅक्टर उपकरण सर्किट्सपेक्षा खूपच सोपे असतात.