Tehnologie Afaceri Scoala Didactica Legislatie Familie

 

c)     Circuitul Nu – este un circuit cu o singura intrare si o singura iesire si realizeaza functia de reglare sau implementare. Iesirea este pe 1 logic atunci si numai atunci cand intrarea nu este pe 1.

Schema simbolica

Exemplu de realizare

Functii logice de doua variabile

Principalele functii logice de doua variabile(care nu includ functiile logice elementare) sunt:

a)     Negativa NU (NOT)

Y=A

b)     Conjunctia SI(AND)

Y=A ^. B

(Y=AB)

c)     Disjunctia SAU(OR)

Y=A+B

Y=AB

d)     Negarea conjunctiei SI-NU(NAND)

e)     Negarea echivalentei SAU-EXCLUSIV (X OR)

Y=AB

Y=AB

Relatii elementare

Fie A, B, C, deci variabile binare :

A + 0 = A

A + 1 = 1

A + A = A

A + A = 1

A · 0 = 0

A · 1 = A

A · A = A

A · A = 0

= A

A + (B+ C)= (A+B)+ C

A· (B·C)= (A·B) · C

A + B= B + A

A · B = B · A

A · (B+C) =A ·B + A · C

Legile lui De Morgan :

Negand inca o data

Porti cu colectorul in gol

Etajul final al portilor TTL asigura caracteristici functionale deosebite acestei familii, caracteristici referitoare la timpi de comutare, impedante de iesire in ambele stari logice, factori de conexiuni, etc. Totusi, etajul de iesire in contratimp nu permite realizarea functiei „si” prin „cablare” datorita curentilor mari care apar la o astfel de conexiune in tranzistorul T_{3 .}

Situatia critica este reprezentata in figura de mai jos in care iesirile logice ale celor doua porti conectate sunt 0 si respectiv 1. Prin legarea portilor apare un curent care strabate cei doi tranzistori saturati( T₃ la prima poarta si T₄ la poarta a doua ) determinand un curent de circa 55 mA, in timp ce o functionare normala indica un curent garantat de 16 mA.

Totusi, functia „si” cablata reprezinta o solutie avantajoasa si dorita intr-o serie de conexiuni datorita economiei de porti logice realizata, unui timp de propagare global mai bun,etc. De asemenea, cablarea constituie o configuratie curenta in realizarea magistralelor de date de dimensiuni mici.

In figura de mai jos este prezentata configuratia portii SI-NU cu colector in gol. Circuitul permite legarea la borna de iesire,a unui numar de porti, in paralel, pentru o valoare a rezistentei de polarizare R_L aleasa convenabil. Aceasta rezistenta trebuie sa satisfaca atat iesirile referitoare la consumul de putere al conexiunii cat si,mai ales, restrictiile privitoare la timpii de comutare si factori de conexiune in conditiile mentinerii nivelelor logice la valori garantate . Calculul acestei rezistente este ilustrat in figura de mai jos a si b pentru nivele logice 1 si 0 respectiv .

Se obtine

la nivel logic 1 si

la nivel logic 0

Trebuie subliniat faptul ca utilizarea portilor cu colector in gol inrautateste performantele la iesirea circuitului in raport cu cele obtinute, la poarta normala, prin etajul in contratimp. Aceasta deteriorare a performantelor se refera la impedantele de iesire realizate.

Familia de circuite logice TTL standard

Pentru intelegerea modului de functionare a circuitelor logice este necesara o buna cunoastere atat a regimurilor de functionare ale dispozitivelor semiconductoare (diode, tranzistore bipolare si tranzistore MOS ) cat si a polarizarilor necesare a fi aplicate acestora pentru a obtine functiunile dorite .

Familia de circuite logice TTL standard impreuna cu variantele H(High Speed ), S(Shottky ), L(Low Power ) si LS( Low Power Shottky ) reprezinta o familie foarte raspandita de circuite logice integrate pe scara mica si medie. Performantele acestor circuite realizeaza un compromis intre viteza de lucru si puterea consumata dupa cum se vede in tabelul de mai jos .

Poarta elementara SI-NU

Schema unei porti logice SI-NU este data in figura de mai jos. Pentru a explica functionarea circuitului analizam pentru inceput gamele de variatie ale tensiunilor V_B1, V_{B2 si} V_B3 (notatia folosita inseamna tensiunea intre punctul respectiv si referinta ). Datorita alimentarii cu tensiune pozitiva (V⁺>0 ), toate tensiunile din circuit sunt pozitive fata de masa. Tensiunea V_B3 fiind de fapt tensiunea pe jonctiunea BE a tranzistorului T₃ va putea avea valori cuprinse intre 0 si tensiunea de conductie a unei diode, respectiv V_B3 € [0, V_B3] unde V_B3 ≈ 0,6 ÷ 0,7 V. Pentru tensiunea V_B2 putem scrie :

V_B2 = V_BE + V_B3

Ca urmare gama de variatie pentru V_B2 va fi :

V_B2 € [0,2 V_BE]

Baza tranzistorului T₁ este legata prin rezistenta R₁ la V^+, cel mai pozitiv potential din circuit. Tranzistorul fiind de tipul non rezulta posibilitatea ca jonctiunile BE si BC sa fie polarizate direct. Din circuit putem scrie :

V_B1= V_BC1+V_BC2

Starea jonctiunilor BE ale tranzistorului BE ale tranzistorului T₁ depinde de tensiunile aplicate pe intrarile circuitului. Vom presupune ca V_IA si V_IB au valori cuprinse in domeniul [0, V⁺ ]. Pentru polarizarea directa a unei jonctiuni BE trebuie :

V_BEA = V_B1 – V_IA > B_BE0n ≈0,45

Deci pentru tensiuni V_IA>3 V_BE – 0,45 ≈1,65 V jonctiunea B_EA este blocata, iar pentru V_IA <1,65 V jonctiunea BE_A intra in conductie. Similar putem scrie si pentru jonctiunea BE_B. Daca ambele jonctiuni sunt blocate atunci tensiunea V_B1 va avea valoarea maxima, jonctiunile BC₁, BE₂ si BE₃ formand un lant de diode polarizate direct prin rezistenta R₁ de la sursa de alimentare V⁺. Tranzistorul T₁ lucreaza in acest caz in regiunea activa inversa (RAI ). Daca una din jonctiunile BE_A sau BE_B este deschisa atunci tranzistorul este saturat avand V_CE1 ≈V_Cesat ≈ 0 si potentialul bazei tranzistorului T₂ urmareste variatiile tensiunii de intrare. De exemplu, daca jonctiunea BE_A este deschisa : V_IA = V_CE1 + V_B2 =V_Cesat+ V_B2 ≈ V_B2

Regimul de conductie al tranzistorului T₁

Poarta SAU-NU

In familia TTL, functia SAU se obtine prin legarea in paralel a doua a doua tranzistore de intrare T₁ .Realizarea acestei conexiuni necesita de asemenea, legarea in acelasi punct a colectorilor, respectiv emitoarelor, amplificatoarelor intermediare T₂ .Etajul final, acelasi ca la poarta SI- NU, asigura inversarea logica a nivelului furnizat de circuitul de intrare .

Operatorul logic definit de poarta se poate determina din conditiile care stabilesc nivelul logic 1 la iesirea portii. Acest regim este obtinut in cazurile in care tranzistorul T₄ este in conductie, iar T₃ este blocat, deci etajul intermediar trebuie sa contina ambele tranzistore T^’₂ si T^t’’₂ in stare de blocare, V₀ = 1(V₁= 0,2) &(V_I2 ). Asociind functia y, semnalului de iesire si variabilele x₁, x₂,celor doua potentiale de intrare,rezulta

Y=

Simboluri, functii si scheme de comutatie

Simboluri ale portii logice

In aceasta lucrare se va prezenta un mare volum de notiuni despre numaratoarele electronice; acestea vor fi exprimate prin functiile de comutare pentru comanda bistabililor, iar in schemele logice vor fi exprimate cu ajutorul simbolurilor specifice pentru ilustrare grafica. Datorita faptului ca toate circuitele sunt proiectate pentru a fi implementate cu ajutorul circuitelor integrate, sau reprezinta o capsula de circuit integrat, s-a ales un set de simboluri folosite uzual pentru reprezentarea unor asemenea circuite. Nu se poate preciza daca acestea sunt sau nu sunt cele mai uzuale simboluri in momentul de fata, dar sigur nu sunt cele mai simple pentru desenare .

Alte porti

b)     Poarta SAU-EXCLUSIV (OR - exclusiv)

Operatia SAU,A+B realizeaza un 1 inclusiv atunci cand atat A cat si B sunt 1. Mai precis, acest operator ar trebui sa se cheme SAU - inclusiv. Simbolul portii SAU - exclusiv este marcata cu simbolul .

Simbol

Tabel de adevar

Poarta SAU poate avea mai multe intrari, dar poarta SAU - exclusiv este insa limitata la numai doi operanti .

b)Poarta NU SAU - exclusiv(NOR - exlusiv)

Inversa operatiei OR - exclusiv este numita NOR- exclusiv. Simbolul si tabelul de adevar al portii NOR- exclusiv sunt prezentate in figura de mai jos. Avand doi operatori NOR- exclusiv este (AB)=AB+ A· ceea ce inseamna ca are valoarea 1 cand A= 1 si B= 1 (AB) sau cand A= 0 si B= 0 ( ).

Simbol

Tabel de adevar

Circuite logice combinationale TTL

Portile sunt fabricate folosind tehnologia circuitelor semiconductoare integrate. Intr-o9 singura capsula nu se realizeaza cate o singura poarta, deoarece tehnologia ofera posibilitatea de a realiza multe porti intr-o singura poarta. Prima familie de porti integrate care a reprezentat un succes tehnologic,a fost numita TTL (Tranzistor - Tranzistor Logic), aparuta in anii ’60 si folosita inca pentru sisteme digitale. In multe cazuri, tehnologia initiala TTL a fost inlocuita de tehnologia MOS, dar functionalitatea circuitelor a ramas aceeasi. Circuitele TTL sunt de obicei incapsulate in capsule DIL(Dual in Line), cele mai mici masurand ca 19 mm lungime si 7 mm latime si avand doua randuri de cate sapte pini pe laturile opuse .

Porti metal oxid siliciu (MOS)

In aceasta sectiune vom descrie global proiectarea interna a portilor de tip MOS. Portile MOS au inlocuit portile TTL in multe situatii si sunt utilizate in circuitele integrate pe scara foarte larga datorita consumului de putere mult mai mic .

Comutatoare cu tranzistore MOS

O poarta logica accepta una din doua tensiuni si genereaza una din doua tensiuni. In aceasta idee, ne referim uneori la tensiuni ca la un nivel logic de tensiune “ inalta” si la un nivel logic de tensiune “joasa”, H(inalta=high) si L(joasa=low). Tranzistorul MOS are trei “terminale”, terminalul sursa,terminalul drena si terminalul poarta. Intr-un transistor MOS, pentru a schimba starea tranzistorului se aplica tensiuni diferite pe terminalul poarta al tranzistorului. Cand tranzistorul este deschis( saturat ) apare conductia electrica intre terminalele sursa si drena . Cand tranzistorul este inchis( blocat ), nu apare conductia electrica intre terminalele sursa si drena. Tensiunea pe poarta care comanda starile saturat si blocat este definita ca tensiunea care exista intre terminalele poarta si sursa .

Sunt doua tipuri de tranzistore MOS, de tip n, tranzistorele N MOS si de tip p,tranzistorele P MOS.

Tranzistorele MOS de tip p necesita pentru o operare corecta ca tensiunea de drena sa fie mai pozitiva decat tensiunea de sursa.

Tranzistorele MOS de tip p necesita pentru o operare ca drena sa fie mai negativa decat sursa .

NORME DE TEHNICA A SECURITATII

MUNCII (NTSM)

Cauze generatoare de accidente si efecte

Masuri de prevenire a accidentelor si de protectia muncii

Cauzele care pot produce accidentarea operatorului pe perioada desfasurarii activitatii de depanare sau chiar in perioada pregatitoare depind de conditiile locului unde se desfasoara depanarea de aparatura sau dispozitivele cu care opereaza operatorul si de tipul echipamentului supus depanarii.

Cauzele posibile de pericol datorate locului de munca sunt urmatoarele :

existenta unui grad ridicat de umiditate

lipsa unor covoare izolante de cauciuc sau material plastic

existenta unei instalatii de alimentare de la retea intr-un grad ridicat de degradare

lipsa unor prize de legat la pamant

Cauzele datorate sculelor, dispozitivelor si aparaturii folosite sunt urmatoarele :

folosirea unor ciocane de lipit supraincalzite sau cu izolatie electrica deteriorata

lipsa suporturilor pentru ciocanele de lipit

folosirea unor scule si dispozitive mecanice improvizate neadecvate operatilor ce trebuie efectuate

folosirea unor aparate de masurare fara izolarea carcasei exterioare fata de tensiunea de retea

folosirea unor aparate de masurare cu anumite defecte electrice

lipsa izolatiei la cordoanele de alimentare de la retea a aparatului

Cauze posibile de producere a unor accidente datorate dispozitivelor de afisare :

existenta tensiunii de retea de 110-20 V

existenta tensiunii inalte de 60-1000 V c.c

existenta foarte inaltei tensiuni de 9-20 KV si a unui c.c cu instalatii de ordinul sutelor de µ A (micro A)

prezenta unor componente electrice ca de exemplu: tubul cinescop care poate imploda in timpul efectuarii depanarii sau in timpul manipularii; condensatoarele electronice care pot exploda din cauza unor pierderi mari in electrolit

existenta unor componente electrice foarte fierbinti (radiatoare) capabile de a produce arsuri prin atingere

Efecte: producerea accidentului independent de cauze se manifesta asupra operatorului printr-o deteriorare a integritatii sale fizice

Modurile in care se produc accidentele sunt dependente de cauze si sunt determinate de:

actiuni electrice(electrocutare)

actiuni fizico-mecanice (lovire, taiere, arsura, intoxicare )

Electrocutarea se poate produce in doua cazuri mai frecvente :

- prin atingere directa cu o parte a corpului, a partilor metalice care in mod normal nu sunt sub tensiune dar care in urma unui defect de izolatie se pot afla sub tensiune

Efectele electrocutarii asupra organismului se manifesta prin :

socuri electrice care au drept urmari comotii; pierderea temporala auzului si a vocii; pierderea cunostintei, oprirea functionarii inimii, oprirea respiratiei

electrotraumatisme care au ca urmari arsuri de diferite grade, metalizarea pielii,gaurirea epidermei

Cele mai periculoase efecte sunt oprirea functionarii inimii sau a respiratiei si arsurile adanci sau pe suprafete intinse

Factorii care influenteaza efectele produse de curentul electric sunt:

intensitatea si frecventa curentului electric care trece prin corp

durata actiunii curentului

traseu urmat de curent prin corpul omului

Actiunile fizico-mecanice se pot produce prin:

manevrarea necorespunzatoare a sculelor si dispozitivelor de lucru

manevrarea necorespunzatoare a ciocanului de lipit

Implozia tubului cinescop

explozia unor condensatoare electronice, arderii unor componente din mase plastice

2.1 Masuri de prevenire a accidentelor si de protectia muncii

Dintre masurile generale care trebuie luate se amintesc urmatoarele :

efectuarea instructajului de protectie a muncii la angajare si periodic, precum si consemnarea acestuia intr-o fisa de instructaj individuala

interzicerea desfasurarii activitatii intr-un loc de munca organizat, daca personalul nu are instructajul consemnat in fise

Masurile de protectie ce trebuie respectate cu ocazia efectuarii operatilor de depanare sunt urmatoarele:

echipamentele electronice care sunt alimentate direct de la retea sau prin intermediul unui transformator separator avand raportul de transformare 1/1

dupa deconectarea de la retea a monitoarelor inainte de a atinge o0rice piesa, condensatoarele electrolitice si cele de FIT se vor descarca la masa prin intermediul unor rezistente de ordinul sutelor de K ;iar anodul tubului cinescop se va descarca de sarcinile electrice reziduale cu ajutorul unui conductor care are un capat legat la masa

conectarea la una sau mai multe prize de pamant a carcaselor exterioare ale aparatelor de masurare si a ciocanului de lipit

conectarea aparatelor de masurare atunci cand echipamentul este alimentat de la retea se recomanda a fi facuta cu o singura mana, pentru cealalta avand grija sa nu vina in contact cu partile metalice de masa ale echipamentului

masurile in circuitele de FIT se vor face respectand urmatoarea ordine de lucru: conectarea aparatului de masurare in circuit, alimentarea echipamentului de la retea, citirea indicatilor aparatelor de masurare, deconectarea echipamentului de la retea, descarcarea condensatoarelor electrolitice sau de FIT si apoi deconectarea aparatului de masurare

manipularea tubului cinescop in cazul in care apare necesitatea inlocuirii acestuia trebuie facuta evitand lovirea, izbirea, zguduirea sau zgarierea acestuia deoarece la aparitia unei fisuri sau crapaturi, patrunderea aerului atmosferic in interiorul tubului se face cu viteza mare datorita diferentei mari dintre presiunea interna si presiunea atmosferica, fapt care conduce la pericolul imploziei .

Bibliografie

Lector universitar Cezar Botezatu „Arhitectura calculatoarelor si sisteme de operare”. Editura Sylvi

Gheorghe Dodescu

„Sisteme de calcul si operare”. Editura Economica 2002

Floarea Nastase