邏輯非門真值表教程和反相器振蕩器等效

邏輯非門是所有邏輯門中最基本的，通常稱為反相緩沖器或簡稱為反相器

反相NOT門是具有輸出的單輸入設(shè)備當其單個輸入處于邏輯電平“1”時，該電平通常處于邏輯電平“1”并且變?yōu)椤暗汀钡竭壿嬰娖健?”，換句話說，它“反轉(zhuǎn)”（補充）其輸入信號。 NOT門的輸出僅在其輸入處于邏輯電平“0”時再次返回“HIGH”，給出布爾表達式： A = Q。

然后我們可以將單個輸入數(shù)字邏輯NOT門的操作定義為：

“如果A不為真，則Q為真”

晶體管非門

一個簡單的2輸入邏輯非門可以使用RTL電阻晶體管開關(guān)構(gòu)建，如下所示，輸入直接連接到晶體管基極。對于 Q 的反向輸出“OFF”，晶體管必須為“ON”飽和。

邏輯非門可使用數(shù)字電路產(chǎn)生所需的邏輯功能。標準的 NOT 門有一個符號，其形狀是指向右邊的三角形，末端有一個圓圈。此圓被稱為“反轉(zhuǎn)氣泡”，在其輸出中用于 NOT ， NAND 和 NOR 符號，以表示邏輯運算 NOT 功能。該氣泡表示信號的信號反轉(zhuǎn)（互補），可以出現(xiàn)在輸出端和/或輸入端之一或兩者上。

邏輯非門真值表

Q

邏輯 NOT 門提供輸入信號的補碼，因為當輸入信號為“HIGH”時，它們的輸出狀態(tài)將NOT為“HIGH”。同樣，當它們的輸入信號為“低”時，它們的輸出狀態(tài)將NOT為“低”。由于它們是單輸入設(shè)備，邏輯 NOT 門通常不被歸類為“決定”制造設(shè)備或甚至作為門，例如 AND 或 OR 具有兩個或更多邏輯輸入的門。商用 NOT 門IC可在單個IC封裝中的4個或6個單獨的門中使用。

出現(xiàn)在“氣泡”（ o ）處上面的 NOT 門符號的末尾表示輸出信號的信號反轉(zhuǎn)（互補）。但是這個氣泡也可以出現(xiàn)在門輸入端，以指示 active-LOW 輸入。輸入信號的這種反轉(zhuǎn)不僅限于 NOT 門，而是可以在任何數(shù)字電路或門上使用，如圖所示，無論是在輸入還是輸出端，反轉(zhuǎn)操作都完全相同。最簡單的方法是將氣泡視為一個逆變器。

使用低電平有效輸入氣泡的信號反轉(zhuǎn)

輸入反轉(zhuǎn)的氣泡符號

NAND和NOR門等效

逆變器或邏輯 NOT 門也可以使用標準 NAND 和 NOR 門通過將ALL輸入連接到一個公共輸入信號，例如。

如圖所示，也可以僅使用單級晶體管開關(guān)電路制作一個非常簡單的逆變器。

當“A”處的晶體管基極輸入為高電平時，晶體管導通，集電極電流流過電阻器 R ，從而連接輸出點“ Q ”接地，從而在“ Q ”處產(chǎn)生零電壓輸出。

同樣，當“A”處的晶體管基極輸入為低電平（0v），晶體管現(xiàn)在切換為“OFF” “沒有集電極電流流過電阻，導致輸出電壓在”Q“高電平，接近+ Vcc。

然后，當輸入電壓為”A“高電平時，輸出為” Q“將為低電平且輸入電壓為”A“低電平，”Q“處的結(jié)果輸出電壓為高電平，從而產(chǎn)生輸入信號的補碼或反相。

六極管施密特反相器

標準逆變器或邏輯非門，通常由不從一個狀態(tài)切換的晶體管開關(guān)電路組成瞬間，開關(guān)動作總會有一些延遲。

同樣由于晶體管是基本電流放大器，它也可以在線性模式下工作，其輸入電平的任何小變化都將如果電路中存在任何噪聲，則會導致其輸出電平發(fā)生變化，甚至可能會多次“開”和“關(guān)”?？朔@些問題的一種方法是使用施密特反相器或十六進制反相器。

我們從前幾頁了解到，所有數(shù)字門只使用兩個邏輯電壓狀態(tài)，這些通常被稱為邏輯“1”和邏輯“0”在2.0v和5v之間的任何TTL電壓輸入被識別為邏輯“1 “并且任何低于0.8v的電壓輸入分別被識別為邏輯”0“。

A施密特反相器設(shè)計用于在輸入信號高于”0“時操作或切換狀態(tài)。上閾值電壓“或UTV限制，在這種情況下輸出變化并變?yōu)椤钡汀?，并將保持該狀態(tài)，直到輸入信號低于”下限閾值電壓“或LTV在這種情況下輸出信號變?yōu)椤案摺钡碾娖健Q句話說，施密特反相器在其開關(guān)電路中內(nèi)置了某種形式的Hysteresis。

這種切換動作上限和下限閾值提供更清潔，更快速的“開/關(guān)”開關(guān)輸出信號，使施密特反相器成為切換任何慢速上升或慢速下降輸入信號的理想選擇，因此我們可以使用施密特觸發(fā)器來轉(zhuǎn)換這些信號。模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，如圖所示。

施密特逆變器

一個非常有用的應用施密特反相器的用途是當它們用作振蕩器或正弦波方波轉(zhuǎn)換器用作方波時鐘信號時。

施密特非門反相器振蕩器

第一個電路顯示了一個非常簡單的低功耗RC振蕩器，它使用施密特反相器產(chǎn)生方波輸出波形。最初電容器 C 完全放電，因此變頻器的輸入為“低”，導致反相輸出為“高”。當逆變器的輸出反饋到其輸入端，電容器通過電阻器 R 時，電容器開始充電。

當電容器充電電壓達到閾值上限時當變頻器改變狀態(tài)時，變頻器變?yōu)椤暗汀睜顟B(tài)，電容器開始通過電阻器放電，直到變頻器再次變?yōu)闋顟B(tài)，直到達到下限閾值。這種由逆變器來回切換產(chǎn)生一個占空比為33％的方波輸出信號，其頻率為：?= 680 / RC 。

第二個電路將正弦波輸入（或任何振蕩輸入）轉(zhuǎn)換為方波輸出。反相器的輸入連接到分壓器網(wǎng)絡(luò)的連接點，該分壓器網(wǎng)絡(luò)用于設(shè)置電路的靜態(tài)點。輸入電容阻止輸入信號中存在的任何直流分量，只允許正弦波信號通過。

當該信號通過逆變器的上下閾值點時，輸出也會從“高”變?yōu)椤暗汀钡犬a(chǎn)生方波輸出波形。該電路在輸入波形的正上升沿產(chǎn)生輸出脈沖，但是通過將第二個施密特反相器連接到第一個輸出，可以修改基本電路以在輸入信號的負下降沿產(chǎn)生輸出脈沖。 。

常用邏輯 NOT 門和逆變器IC包括：

TTL邏輯非門

74LS04六角形反轉(zhuǎn)非門

74LS14十六進制施密特反相非門

74LS1004十六進制反相驅(qū)動程序

CMOS邏輯非門

CD4009六角形反轉(zhuǎn)非門

CD4069十六進制反轉(zhuǎn)NOT門

7404 NOT Gate或逆變器

在下一個關(guān)于數(shù)字邏輯門的教程中，我們將把數(shù)字邏輯與非門功能視為用于TTL和CMOS邏輯電路以及布爾代數(shù)定義理由和真值表。