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数字缓冲器—综合指南

  • 发表时间:2021-08-26 08:20:20
  • 来源:数字缓冲器
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有时,电路可能需要在不依赖反相器的情况下隔离电路的逻辑门这就是数字缓冲器提供优势的地方。它不仅提供隔离功能,而且还增强了电路的信号强度。这是一种有效的方法,因为它确保了电路的最佳性能。通常,这些也将电压从一个电路传输到另一个电路。了解数字缓冲区是目的,它的功能似乎势不可挡。在润泽五洲PCB,我们将引导数字缓冲器朝着正确的方向发展。让我们开始吧!

什么是数字缓冲器?

数字缓冲符号

(数字缓冲符号)

资料来源:维基共享资源

数字缓冲器,也称为电压缓冲器,用作电子电路元件。通常,它将输入和输出源彼此隔离。在隔离过程中,电压缓冲器施加与其输入电压匹配的电压。它还可以从电路中减去电压。因此,流过它的电流很小,而不会干扰主电路,使其免受损坏。通常,这些需要低电压电平,理想为 0V 或 5V。

显示继电器的图像

(显示继电器的图像)

此外,这有助于防止信号源通过负载改变,例如灯、继电器和螺线管数字缓冲器还为寄存器、触发器和总线驱动器等常见应用提供开和关数据传输控制功能,这使得它们非常重要。这些由输出端子组成,根据其输入值提供高或低信号。

为什么要使用数字缓冲器?

数字缓冲器将电压从一个电路传输到下一个电路

 
(数字缓冲器将电压从一个电路传输到下一个电路。)

数字缓冲器将电压从高输出阻抗传输到具有低输入阻抗的第二个电路。这将防止高阻抗干扰主电路。此外,它还提高了电流容量,使开关晶体管的工作效率更高。

数字缓冲器的类型

目前,两个主要的数字缓冲器存在一个单一的输入电压缓冲器和一个三态数字缓冲器。 

单输入电压缓冲器

单输入电压缓冲器不执行输入信号反转或修改。存在两种类型,反相缓冲器和非反相缓冲器。 

反相缓冲器

反相缓冲器配置为与输入源相反的状态。例如,如果输出设置为低,它会将输入设置为高。逆变器的常见应用包括状态机、解码器和各种其他数字设备。

同相缓冲器

顾名思义,非反相缓冲器不执行反相。在这种情况下,它的输入将吸收高电压或低电压并输出其值。输入决定输出端子是否提供高值或低值。在这种情况下,输出设置为与输入设置一样高。

三态数字缓冲器

用作输入控制开关的三态缓冲器以电子方式切断输入电路的输出。这通过其使能信号输入引脚或外部控制发生。实际上,控制信号充当逻辑 0 或逻辑 1 信号,将三态缓冲器置于输出正常执行的状态。它也可能进入另一种状态,断开或阻止其输出。

然后,输出在第三种状态下关闭,导致电路打开。因此,输出不会设置得太高或太低。相反,它会产生高阻抗,称为 HIGH-Z 或 HI-Z,对输入信号无响应。实际上,来自电源的电流仍然被阻断。

我们还在下面详细介绍了三种类型的三态数字缓冲器:

高电平有效三态数字缓冲器

在向使能引脚施加高电平正信号后,输出引脚将连接到输入引脚。这会触发高电平有效三态缓冲器。

向使能引脚施加低电平或负信号会导致输出与输入断开。之后,它设置为 HI-Z 状态,强制输出对输入保持无响应。同时,输出配置为开路状态。

低电平有效三态数字缓冲器

在低电平有效三态缓冲器中,输出连接到输入。此外,这发生在向使能引脚施加低电平或负信号之后。但是,向使能引脚施加高电平或正信号会产生不同的效果。那是因为它会导致输出与输入断开。然后,输出进入开路状态,同时保持 HI-Z 状态。

nverting三态数字缓冲器

在活动三态缓冲器期间,门和使能引脚用作逻辑非门向使能引脚施加高电平或正信号会使其激活。从那里,它将以类似于普通逻辑门的方式运行。这种情况导致输出与输入相反。如果使能引脚接收到低电平或负信号,则输出将配置为开路或 HI-Z。

缓冲门的目的是什么?

显示缓冲门符号的图像

 (显示缓冲门符号的图像)

资料来源:维基共享资源

缓冲门的作用涉及对电路进行信号放大。它通过提高弱信号的电流容量来实现这一点,为其提供负载驱动能力。通常,缓冲电路在输出端包含一个没有反相泡的三角形。缓冲器也可能在集电极开路输出上形成。模拟信号,例如传感器,可以通过其门连接到数字输入。 

缓冲器和逆变器有什么区别

显示电路中逆变器示例的图像

(图像显示电路上的逆变器示例)

资料来源:维基共享资源

一个逆变器执行与一个输出电路的输入信号的反转过程。例如,当输入配置为低电平时,它将输出设置为高电平。并且,当输入设置为高时,它将强制输出为低。同时,缓冲区稍微提高了信号的强度。

数字缓冲器的应用

控制电路:适用于地铁、飞机和制造过程。

数字缓冲器在地铁中很常见

(数字缓冲器在地铁中很常见)

温度测量电路:温度测量电路的例子包括锅炉和在寒冷地区飞行的飞机。

锅炉包含一个数字缓冲器来测量温度

(锅炉包含一个数字缓冲器来测量温度)

应变计电路:这些电路测量飞机机翼、桥梁和建筑物的工字梁中发现的缺陷。

数字缓冲器可以帮助测量飞机机翼中发现的缺陷

(数字缓冲器可以帮助测量飞机机翼中发现的缺陷。)

概括

总的来说,电压缓冲器将电压从高阻抗传输到另一个低阻抗电路。此外,它将通过放大来增强电路的信号。主要目的之一是将电路的输入和输出源彼此隔离。实际上,电压降低或匹配输入。实现这一点可以在保护主电路的同时使流过的电流最小。此外,数字缓冲器对于寄存器至关重要,因为它们提供开关数据传输控制功能。