Logický, číslicový či digitální obvod je elektronický obvod, který pracuje s diskrétními stavy. Jsou tvořeny tzv. logickými členy (nazývanými též hradla). Naopak z logických obvodů se skládají číslicové systémy.
Na rozdíl od analogových elektronických obvodů, které jsou založené na spojité formě informace (mechanické ručičkové hodiny), v logických obvodech je informace reprezentována a zpracovávána v podobě diskrétní (digitální hodiny). Součástky v logických obvodech (např. tranzistory) pracují z principu analogově. Jsou však používány ve spínacím režimu, který umožňuje se od jejich analogové povahy abstrahovat a pracovat s nimi, jako by byly diskrétní.
Na hranici analogových a číslicových elektronických obvodů je např. komparátor, který jako výsledek porovnání dvou analogových napětí vrátí logickou hodnotu, nebo A/D a D/A převodníky, které převádějí analogové veličiny do číslicové podoby a naopak. Převodem analogové veličiny do digitální podoby dochází k zaokrouhlení a vzniká tzv. kvantizační šum. Logické obvody lze realizovat nejen elektronicky, ale též na elektromechanickém, čistě mechanickém, optickém nebo jiném principu. Proti převažující elektronice mají ale dnes tyto realizace zanedbatelný význam.
Logické obvody se dělí na kombinační logické obvody a sekvenční logické obvody. Kombinační obvody jsou takové obvody, u kterých jsou hodnoty výstupních proměnných pouze funkcí hodnot vstupních proměnných. Výstupní hodnoty tedy závisejí pouze na kombinaci vstupních hodnot. Naopak sekvenční obvody jsou obvody, u kterých výstupní hodnoty závisejí nejen na kombinaci hodnot vstupních, ale také na určité posloupnosti (sekvenci) předchozích vstupních hodnot, která je uchovávána jako tzv. vnitřní stav obvodu (mají tedy paměť).
2. Základní kombinační logické obvodyNa rozdíl od analogových elektronických obvodů, které jsou založené na spojité formě informace (mechanické ručičkové hodiny), v logických obvodech je informace reprezentována a zpracovávána v podobě diskrétní (digitální hodiny). Součástky v logických obvodech (např. tranzistory) pracují z principu analogově. Jsou však používány ve spínacím režimu, který umožňuje se od jejich analogové povahy abstrahovat a pracovat s nimi, jako by byly diskrétní.Na hranici analogových a číslicových elektronických obvodů je např. komparátor, který jako výsledek porovnání dvou analogových napětí vrátí logickou hodnotu, nebo A/D a D/A převodníky, které převádějí analogové veličiny do číslicové podoby a naopak. Převodem analogové veličiny do digitální podoby dochází k zaokrouhlení a vzniká tzv. kvantizační šum. Logické obvody lze realizovat nejen elektronicky, ale též na elektromechanickém, čistě mechanickém, optickém nebo jiném principu. Proti převažující elektronice mají ale dnes tyto realizace zanedbatelný význam.
Logické obvody se dělí na kombinační logické obvody a sekvenční logické obvody. Kombinační obvody jsou takové obvody, u kterých jsou hodnoty výstupních proměnných pouze funkcí hodnot vstupních proměnných. Výstupní hodnoty tedy závisejí pouze na kombinaci vstupních hodnot. Naopak sekvenční obvody jsou obvody, u kterých výstupní hodnoty závisejí nejen na kombinaci hodnot vstupních, ale také na určité posloupnosti (sekvenci) předchozích vstupních hodnot, která je uchovávána jako tzv. vnitřní stav obvodu (mají tedy paměť).
Kombinační logické obvody jsou takové logické obvody, ve kterých stavy na výstupech závisí pouze na okamžitých kombinacích vstupních proměnných a nezávisí na jejich předchozích hodnotách, s výjimkou krátkého přechodového děje: Kombinační logické obvody nemají žádnou paměť předchozích stavů, takže jedné kombinaci vstupních proměnných odpovídá právě jediná výstupní kombinace funkčních hodnot.
U kombinačních logických obvodů se závislost výstupních funkčních hodnot na hodnotách vstupních proměnných popisuje pravdivostní tabulkou nebo pomocí logických výrazů.
Pro realizaci kombinačních obvodů je možné použít:
- pevné paměti
- programovatelná logická pole
- základní logické členy: NAND, AND, NOR, OR, apod.
3. Sekvenční logický obvod
Sekvenční logický obvod je elektronický obvod složený z logických členů. Sekvenční obvod se skládá ze dvou částí – kombinační a paměťové. Abychom mohli určit hodnotu výstupní proměnné, je potřeba u sekvenčních obvodů sledovat kromě vstupních proměnných ještě i jeho vnitřní proměnné – vnitřní stav. Jsou to proměnné, které jsou uchovány v paměťových členech. Existence vnitřních proměnných způsobuje, že stejné hodnoty vstupních proměnných přivedené na vstup obvodu, nevyvolávají vždy stejnou odezvu na výstupu obvodu.
Žádné komentáře:
Okomentovat