Logická úroveň: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
Bez shrnutí editace |
Bez shrnutí editace značka: {{hlavní článek}} v článku |
||
Řádek 1:
Pod pojmem '''logická úroveň''' v [[Číslicová technika|digitální technologii]] nejčastěji rozumíme určitou hodnotu [[Elektrické napětí|elektrického napětí]]. Pro reprezentaci logické úrovně však mohou sloužit i jiné fyzikální veličiny (úroveň tlaku v [[Pneumatika (obor)|pneumatických systémech]], světlo v [[Optoelektronika|optoelektronice]]).
[[Soubor:DigSig2.png|náhled|245x245pixelů|Digitální signál (binární)]]
U digitálních, obvykle [[Binární kód|binárně kódovaných]] [[Signál|signálů]] rozlišujeme dvě přípusné úrovně, '''''Vysokou ''úroveň''' (H-level a ''High'', H) a '''''Nízkou ''úroveň''' (L-level, ''Low'', L).
Řádek 6 ⟶ 7:
V digitální technice je nosičem informace elektrické napětí. Obecně platí, že informace bývají [[Binární kód|binárně]] kódované, proto se používají dvě napěťové úrovně. ''Vysoká'' úroveň odpovídá téměř napájecímu napětí V<sub>DD</sub>. ''Nízká ''úroveň se obvykle blíží 0 voltům (referenční zem, zkrat na ''zem'' - anglicky GND). Přesné hodnoty napětí se liší v podle typu použitých obvodů (podle "rodiny" digitální logiky). Nízká napěťová úroveň obvykle reprezentuje logickou nulu, vysoká úroveň logickou jedničku.
Obvykle se používají stejnosměrná napětí v řádu několika voltů (5V, 3,3V, 2,5V, 1,8V, 1,2V). V silnoproudých obvodech se setkáváme i s [[Elektromagnetické relé|reléovou logikou]] pracující s napětím 24V DC, případně 230V AC.
Skutečné [[logický obvod|logické obvody]] obvykle připouštějí na svých vstupech pro tyto dvě napěťové úrovně poměrně vysoké tolerance. Hodnota V<sub>IL</sub> definuje maximální napětí reprezentující nízkou úroveň. Hodnota V<sub>IH</sub> definuje minimální napětí reprezentující vysokou úroveň. Mezi V<sub>IL</sub> a V<sub>IH</sub> leží zakázané pásmo, ve kterém není logická hodnota jednoznačně určena (na obrázku červeně). Na výstupech logického obvodu je zaručeno pro vysokou úrověn napětí minimálně V<sub>OH</sub>, na vstupech je pro vysokou úroveň požadováno napětí minimálně V<sub>IH</sub>. Výstupní napětí V<sub>OH</sub> je vždy větší než vstupní napětí V<sub>IH</sub>, rozdíl V<sub>OH</sub> − V<sub>IH</sub> zajišťuje provozní odolnost obvodů proti rušení. Podobně u nízké úrovně je maximální výstupní napětí V<sub>OL</sub>, maximální vstupní napětí V<sub>IL</sub>, odolnost proti rušení je daná rozpětím V<sub>IL</sub> − V<sub>OL</sub>.▼
▲
K vyčerpání rezervy tolerancí napěťových úrovní a tedy k přechodu do zakázané oblasti může vést několik faktorů. Například výstupní napětí hradla závisí na proudu zátěže a počtu připojených vstupů. Rovněž se mohou uplatnit indukční a kapacitní vazby, nebo vnější zdroje rušení. Dále nevhodná kombinace součástek použitých při výrobě (různé logické rodiny), nebo posun parametrů vedení a optických komponent vlivem tepoloty.
Řádek 16 ⟶ 19:
{| class="wikitable" style="margin-bottom: 10px;"
|+ obvyklé logické úrovně (ve voltech)
!
! colspan="2" |Vstupní úroveň<br>
! colspan="2" |Výstupní úroveň<br>
Řádek 23 ⟶ 27:
! Vysoká (V<sub>IH</sub>)
! Nízká (V<sub>OL</sub>)
!Vysoká (V<sub>
|-
! style="text-align: center;" | [[TTL (logika)|TTL]] 5V
Řádek 107 ⟶ 111:
</math>
Z hradel AND pro pozitivní logiku se staly hradla OR pro negativní logiku.
==Převod logických úrovní==
Někdy je nutné používat obvody s různou úrovní napájení V<sub>DD</sub>. Z hlediska V<sub>IH</sub> a V<sub>IL</sub> jsou kompatibilní např. obvody TTL 5V a LVTTL 3V. Aby však bylo možno zapojit "5V TTL" výstup do "3,3V LVTTL" vstupu, je nutné aby LVTTL obvod byl "5V tolerantní". Pro spojování různých typů digitální logiky existují také speciální obvody.
==Třístavová logika==
{{Hlavní článek|Třístavová logika}}
Ve [[Třístavová logika|třístavové logice]] může být výstup kromě stavů logická 0 a logická 1 také ve stavu vysoké impedance (Z). "Třetí stav" není logická úroveň, ale slouží pro řízení propojení logických obvodů.
==Čtyřstavová logika==
Jedná se o abstrakci pro návrh logických obvodů. Kromě stavů 0,1 a Z se přidává stav X, který slouží pro hodnotu která nemá ovlivňovat výstup.
{{Hlavní článek|Čtyřstavová logika}}
==Devítistavová logika==
Jedná se o abstrakci pro návrh a simulaci logických obvodů. Na devítistavové logice je postaven například návrhový jazyk [[VHDL]].
{{Hlavní článek|IEEE 1164}}
== Literatura ==
| |||