विद्युत परिपथों में लॉजिक गेट

तर्क तत्व ऐसे उपकरण हैं जो इनपुट और आउटपुट मानों के बीच एक निश्चित संबंध बनाते हैं। प्राथमिक तर्क तत्व में दो इनपुट और एक आउटपुट होता है। उनके लिए संकेत असतत हैं, अर्थात, वे दो संभावित मानों में से एक लेते हैं - 1 या 0. वोल्टेज की उपस्थिति को कभी-कभी एक के रूप में लिया जाता है, और इसकी अनुपस्थिति को कभी-कभी शून्य के रूप में लिया जाता है। इस तरह के उपकरणों के संचालन का विश्लेषण बूलियन बीजगणित-तर्क के बीजगणित की अवधारणाओं का उपयोग करके किया जाता है।

असतत संकेतों के साथ काम करने वाले उपकरणों को असतत कहा जाता है। इस तरह के उपकरणों के संचालन का विश्लेषण बूलियन बीजगणित-तर्क के बीजगणित की अवधारणाओं का उपयोग करके किया जाता है।

तर्क के बीजगणित के मूल तत्व

एक तार्किक चर एक इनपुट मान है जो केवल दो विपरीत मान ले सकता है: x = 1 या x = 0। एक तार्किक फ़ंक्शन इनपुट पर आउटपुट मान की निर्भरता और आउटपुट सिग्नल पर ही निर्भर करता है, जो केवल दो मान भी ले सकता है : y = 1 या y = 0। एक तार्किक ऑपरेशन एक तार्किक तत्व द्वारा एक तार्किक कार्य के अनुसार तार्किक चर के साथ की जाने वाली क्रिया है।मान 1 और 0 परस्पर विपरीत (उल्टे) हैं: 1 = 0, 0 = 1. डैश का अर्थ है निषेध (उलटा)।

यह माना जाता है कि 0 • 0 = 0, 0 + 0 = 0, 1 - 0 = 0, 1 + 0 = 1, 1 • 1 = = 1, 1 + 1 = 1।

तर्क बीजगणित के सूत्रों को रूपांतरित करते समय, उलटा संचालन पहले किया जाता है, फिर गुणा, जोड़ और फिर अन्य सभी।

इस विषय पर भी देखें: संपर्क सर्किट बीजगणित के नियम

बुनियादी तार्किक परिचालनों पर यहां चर्चा की गई है: तार्किक उपकरण

रिले-संपर्क सर्किट के रूप में तर्क तत्व

तर्क तत्वों को रिले-संपर्क सर्किट (चित्र 1) के रूप में दर्शाया जा सकता है।

चावल। 1. बुनियादी तर्क तत्व (ए) और रिले संपर्क समकक्ष (बी)

यदि हम मानते हैं कि बंद संपर्क एक संकेत के अनुरूप हैं और खुले संपर्क शून्य के अनुरूप हैं, तो तत्व A को जुड़े संपर्क X1 और x2 और रिले y के रूप में दर्शाया जा सकता है। यदि दोनों संपर्क बंद हैं, तो कॉइल के माध्यम से करंट प्रवाहित होगा, रिले संचालित होगा और इसके संपर्क बंद हो जाएंगे।

OR तत्व को समानांतर में जुड़े दो NO संपर्कों के रूप में दर्शाया जा सकता है। जब उनमें से पहला या दूसरा बंद हो जाता है, तो रिले सक्रिय हो जाता है और अपने संपर्कों को बंद कर देता है जिससे सिग्नल गुजरेगा।

एक NOT तत्व को एक NO संपर्क x और एक NC संपर्क y के रूप में दर्शाया जा सकता है। यदि इनपुट (x = 0) पर कोई संकेत लागू नहीं किया जाता है, तो रिले काम नहीं करता है और y के संपर्क बंद रहते हैं, उनमें करंट प्रवाहित होता है। यदि आप x संपर्कों को बंद करते हैं, तो रिले अपने संपर्कों को संचालित और खोलेगा, तब आउटपुट सिग्नल शून्य होगा।

अंजीर में। 2 एक सर्किट दिखाता है जो OR — NOT ऑपरेशन करता है।यदि किसी इनपुट पर कोई सिग्नल लागू नहीं किया जाता है, तो ट्रांजिस्टर बंद रहेगा, इसके माध्यम से कोई करंट प्रवाहित नहीं होगा, और आउटपुट वोल्टेज स्रोत ईएमएफ यू = यूसी के बराबर होगा, अर्थात। वाई = 1।

चावल। 2. तार्किक तत्व की योजना या - नहीं, तार्किक संचालन करना

यदि कम से कम एक इनपुट पर वोल्टेज लागू किया जाता है, तो ट्रांजिस्टर का प्रतिरोध ∞ से 0 तक गिर जाएगा और एमिटर-कलेक्टर सर्किट के माध्यम से करंट प्रवाहित होगा। ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज ड्रॉप शून्य (Uy = 0) होगा। इसका मतलब है कि आउटपुट पर कोई संकेत नहीं है, अर्थात, y = 0. तत्व के सामान्य संचालन के लिए, सामान्य बिंदु के सापेक्ष आधार क्षमता का विस्थापन बनाना आवश्यक है, यह एक विशेष स्रोत Ucm द्वारा प्राप्त किया जाता है और एक रोकनेवाला Rcm। रोकनेवाला R6 बेस एमिटर करंट को सीमित करता है।

विद्युत चुम्बकीय रिले, ट्रांजिस्टर, चुंबकीय कोर, इलेक्ट्रॉनिक लैंप, वायवीय रिले पर निर्मित तर्क तत्व बहुत बड़े हैं, यही वजह है कि अब एकीकृत परिपथों का उपयोग किया जाता है। उनमें तार्किक संचालन क्रिस्टल स्तर पर किया जाता है।

सर्किट में लॉजिक गेट्स का उपयोग करने के उदाहरण

आइए कुछ इलेक्ट्रिकल सर्किट असेंबली देखें जो आमतौर पर एक इलेक्ट्रिक ड्राइव में पाई जाती हैं। अंजीर में। चित्र 3a कॉन्टैक्टर कॉइल K की आपूर्ति इकाई को दर्शाता है।

चावल। 3. तर्क तत्वों के साथ सर्किट नोड्स: 1 - 8 - इनपुट और आउटपुट नंबर

जब केएनपी बटन दबाया जाता है, तो लाइन के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है और संपर्ककर्ता सक्रिय हो जाता है। इसके मुख्य संपर्क (आरेख में नहीं दिखाए गए) मोटर को नेटवर्क से जोड़ते हैं, और K संपर्क, KNP बटन को बंद करके बायपास करते हैं। अब इन संपर्कों के माध्यम से करंट प्रवाहित होगा और KNP बटन जारी किया जा सकता है।वसंत की कार्रवाई के तहत, यह अपने संपर्कों को खोलता है, लेकिन संपर्क K के माध्यम से कॉइल को सक्रिय करना जारी रहेगा। जब KnS बटन दबाया जाता है, तो लाइन बाधित हो जाती है और संपर्ककर्ता को छोड़ दिया जाता है।

इस नोड को तार्किक तत्वों पर निष्पादित किया जा सकता है। सर्किट में कॉन्टैक्टर K का कॉइल, बटन KNP और KNS, दो लॉजिक एलिमेंट OR - NOT और एक एम्पलीफायर शामिल हैं। प्रारंभिक अवस्था x1 = 0 और x2 = 0 है, तो तत्व 1 के आउटपुट पर हमें y1 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1 मिलता है। तत्व 2 के आउटपुट पर - y5 = x3 + x4 = 1 + 0 = 0, टी। है कॉइल बंद है, रिले काम नहीं कर रहा है।

यदि आप KnP दबाते हैं, तो y1 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0. तत्व 2 के आउटपुट पर y5 = x3 + x4 = 0 + 0 = 1. कॉइल के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है और कॉन्टैक्टर सक्रिय हो जाता है। सिग्नल y2 इनपुट x2 पर लागू होता है लेकिन y1 इसके द्वारा नहीं बदला जाता है क्योंकि y1 = x1 + x2 = 1 + 1 = 0. इस प्रकार कॉन्टैक्टर कॉइल सक्रिय है।

यदि आप केएनएस बटन दबाते हैं, तो दूसरे तत्व के इनपुट पर एक संकेत x4 = 1 लागू किया जाएगा, फिर y2 = x3 + x4 = 0 + 1 = 0 और संपर्ककर्ता जारी किया जाएगा।

विचाराधीन सर्किट कमांड को "याद रखने" में सक्षम है: बटन जारी होने पर भी सिग्नल y2 अपरिवर्तित रहता है।

उसी मेमोरी फ़ंक्शन को फ्लिप-फ्लॉप के साथ पूरा किया जा सकता है। यदि एक संकेत x1 = 1 इनपुट पर लागू होता है, तो संकेत y = 1 आउटपुट पर दिखाई देगा और तब तक अपरिवर्तित रहेगा जब तक हम KnS बटन नहीं दबाते। इसके बाद फ्लिप-फ्लॉप को स्विच किया जाता है और आउटपुट पर एक संकेत y = 0 दिखाई देता है। यह तब तक अपरिवर्तित रहेगा जब तक हम KNP बटन को फिर से नहीं दबाते।

अंजीर में। 3, बी दो रिले पीबी (आगे) और पीएच (रिवर्स) के विद्युत अवरोधन के लिए एक ब्लॉक दिखाता है, जो उनके एक साथ संचालन को बाहर करता है, क्योंकि इससे शॉर्ट सर्किट हो जाएगा।दरअसल, जब KnV बटन दबाया जाता है, तो PB रिले सक्रिय हो जाता है, और इसके सहायक संपर्क खुल जाते हैं, और KnN बटन दबाए जाने पर भी PH कॉइल को सक्रिय नहीं किया जा सकता है। ध्यान दें कि यहां बटनों के समापन संपर्कों का कोई पैंतरेबाज़ी नहीं है, अर्थात कोई मेमोरी मॉड्यूल नहीं है।

तार्किक तत्वों वाले सर्किट में, जब हम पहले तत्व पर KNV बटन दबाते हैं, तो हमें x1 = 1, y2 = x1 = 0 मिलता है। दूसरे तत्व पर, y7 = x5 + x6 = y2 + x6= 0 + 0 = 1

रिले पीबी सक्रिय है और संकेत y7 तत्व 4 (y7 - x8 = 1) के इनपुट पर लागू होता है। तत्व 3 (x2 = 0) के इनपुट पर कोई संकेत नहीं है, तो y4 = x2 = 1. चौथे तत्व पर: y10 = x8 + x9 = x8 + y4 = 1 + 1 = 0, यानी पीएच रिले काम नहीं कर सकता , भले ही KnN बटन दबाया गया हो। फिर हमें वही परिणाम मिलता है: 10 = x8 + x9 = = x8 + y4 = 1 + 0 = 0।

अंजीर में। 3, c बटन KnS दबाने या सीमा स्विच VK के संपर्कों को खोलने के मामले में रिलीज़ रिले दिखाता है। प्रारंभिक स्थिति में तर्क तत्वों वाले सर्किट में y3 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1, यानी रिले कॉइल सक्रिय है। जब आप KnS बटन दबाते हैं, तो हमें y3 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0 मिलता है और रिले जारी हो जाता है।

अंजीर में। 3, डी वीके संपर्क बंद होने पर केएनपी बटन दबाने के मामले में रिले को चालू करने के लिए डिवाइस दिखाता है। संपर्कों की सामान्य स्थिति में तार्किक तत्वों वाले सर्किट में, हमें y7 = NS6 = y6 = NS4 = y3 = x1x2 = 0 • 0 = 0 मिलता है। यदि केवल KNP बटन दबाया जाता है, तो y7 = x1x2 = 1 • 0 = 0. यदि केवल VK संपर्क बंद है तो y7 = = x1x2 = 0 • 1 = 0 जब KNP बंद होता है और VK हमें y7 = x1x2 = 1 • 1 = 1 मिलता है। इसका मतलब है कि रिले सक्रिय है।

अंजीर में। 3, ई दो रिले P1 और P2 के लिए एक नियंत्रण सर्किट दिखाता है।जब वोल्टेज को सर्किट पर लागू किया जाता है, तो समय रिले पीबी सक्रिय हो जाता है, लाइन 3 में इसके संपर्क तुरंत खुल जाते हैं। सर्किट ऑपरेशन के लिए तैयार है। जब KNP बटन दबाया जाता है, तो रिले P1 सक्रिय हो जाता है, इसके संपर्क बंद हो जाते हैं, बटन को दरकिनार कर देते हैं। लाइन 2 पर अन्य संपर्क खुलते हैं और लाइन 3 पर बंद होते हैं। रिले पीबी जारी किया जाता है और इसके संपर्क समय की देरी के साथ बंद हो जाते हैं, रिले पी2 सक्रिय हो जाता है। इस प्रकार, KNP बटन दबाने के बाद, रिले P1 तुरंत सक्रिय हो जाता है, और P2 - कुछ समय बाद।

तर्क तत्वों वाले सर्किट में, "मेमोरी" नोड फ्लिप-फ्लॉप पर बनाया गया है। बता दें कि आउटपुट (y3 = 0) पर कोई संकेत नहीं है, रिले P1 और P2 डी-एनर्जेटिक हैं। KNP बटन दबाएं, ट्रिगर आउटपुट पर एक संकेत दिखाई देता है। रिले P1 सक्रिय हो जाता है और EV तत्व सिंक्रनाइज़ होना शुरू हो जाता है।

जब सिग्नल y5 = 1 होता है, तो रिले P2 सक्रिय हो जाता है। जब आप KnS बटन दबाते हैं, तो ट्रिगर स्विच हो जाता है और फिर y3 = 0. रिले P1 और P2 रिलीज़ हो जाते हैं।

तर्क तत्वों के साथ विशिष्ट असेंबली अधिक जटिल सर्किट में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं, और ऐसे सर्किट रिले-संपर्ककर्ता उपकरण सर्किट से बहुत सरल होते हैं।