Что произойдет, если выход из НЕ-гейта будет вставлен НАЗАД на свой СОБСТВЕННЫЙ вход?

Not-gate, если получить 0 (Off) вход, он дает 1 (On) выход. И если получить 1 (Вкл) вход, возвращает 0 (Выкл) выход.

Теперь, если бы я мог вернуть вывод на вход не-гейта, что произойдет? Если вентиль получает 1 вход, он дает 0-выход, а затем, если он получает 0, он дает 1 выход.

Ситуация звучит как физическая модель «внутреннего противоречия» (само-ложь) (например, когда атакованный лихорадкой ребенок - Бертран Рассел, ожидающий, что его брат одурачит апрель, готовится к всевозможным уловкам Бертрана Рассела брат сделал Бертрана дураком, сделав вообще «без апреля дурака», и если брат Бертранда использует какой-нибудь трюк с апреля, Бертран не будет одурачен апрелем, а если брат Бертранда не использует дурака, то это означает, что Бертран имел одурачил своего брата).

Теперь, что произойдет в случае реального оборудования, называемого НЕ Гейт ?

Я предполагаю возможности;

1. строб всегда будет оставаться как 0 (выкл) -выход.

2. гейт всегда будет оставаться как 1 (вкл) -выход.

3. Ворота будут "пульсирующими"; как только это будет 1 выходной; в следующий момент, после получения этого 1 (вкл.) сигнала, он выдаст нулевой (выкл.) сигнал, и цикл будет продолжаться и включаться. Частота этого колебания будет зависеть от физических характеристик составляющей цепи.

4. цепь будет повреждена (из-за некоторого аномального тока, перегрева и т. д.) и вскоре окончательно перестанет работать.

Произойдет ли что-то в рамках этих предположений?

PS. Я думаю об этой проблеме из своих школьных дней, но так как я пока не знаю, как собрать не-ворота в цепи, откуда их можно купить и т. Д .; Я пока не смог - не испытал это экспериментально.

То, что происходит, обычно 3 или 5.

Вы не определили случай 5 :-)

• 5. Объединенный вход-выход будет находиться под некоторым напряжением около середины источника питания.

74HC14: Когда используется триггерный затвор Шмитта, колебания почти наверняка произойдут.
Предположим, что Vin-out первоначально = low = 0.
Когда вход = 0, выход перейдет в 1.
Время, чтобы сделать это, - задержка распространения гейта (обычно нам не зависит от типа.
Когда выход начинает повышаться, скорость изменения будет зависит от нагрузки. при
этом нагрузка является входной емкости затвора + любой паразитной емкости монтажа приводом через выходное сопротивление затвора и любое сопротивление проводов.
Cin_gate в паспорте и может быть порядка 10 пФ (меняется в зависимости от семейства).
на емкость проводки печатной платы будет низкой.
В этой ситуации последовательная индуктивность также может иметь небольшой эффект, но обычно настолько малый, что может не учитываться. Выходное сопротивление сильно зависит от типа затвора.
Очень приблизительно Rout_effective = V / I = Vout / Iout_max.
например, если dd = 5 В, Iout max = 20 мА, тогда Rout ~~~ = 5 / .020 = 250 Ом. Это очень динамично, но дает представление.

Когда Vout = 1 вывел Cin на высокий уровень через Rseries + Rout, то гейт увидит VIn = 1 и начнет переключаться на Vo = 0. После задержки распространения выходной сигнал начинает падать.
И так продолжается.

74HC04 : Когда используется затвор без триггера Шмитта, колебание МОЖЕТ произойти по вышеуказанному механизму, но более вероятно, что затвор перейдет в линейный режим с Vin-Vout при примерно половине подачи.
Внутренние пары транзистор-переключатель, которые предназначены для того, чтобы иметь большую или меньшую выходную мощность большую часть времени, могут находиться в промежуточном состоянии. Это может привести к сильному току и может привести к разрушению микросхемы, но не может.

Как руководство:

Технический паспорт инвертора 74HC04 ~~ = 20 нс Технический паспорт инвертора 74HC14 ~~ = 35 нс

Задержка распространения 74HC14 примерно на 50% больше, чем для 74HC04, но гистерезис меню входного затвора триггера Шмитта поднимается немного дольше, поэтому, вероятно, означает, что общая задержка затвора для триггера Шмитта примерно вдвое больше.

Если Cin = 10 пФ и Rout = 250 Ом, то постоянная времени возбуждения Vout Cin = t = RC = 250 x 10E-12
~~ = 3E-9 = 3 нс.
Пары чисел ниже, разделенные символом «/», относятся к 74HC04 / 74HC14. Поскольку задержка распространения ~ = 20/40 нс ('04 / '14) (см. Рис. 6 в спецификации 74HC04), то общее время от низкого до высокого и от низкого до высокого времени для 1 цикла колебаний, возможно, 50/100 нс, поэтому предлагается колебание около 20/10 МГц. На практике это кажется, пожалуй, «немного высоким» для 74HC14, но колебания в диапазоне МГц, вероятно, без других нагрузок при 5В. 74HC04, вероятно, не будет колебаться, но если это произойдет, вероятно, будет на более высокой частоте.

Примечание. Затвор Шмитта будет колебаться с более низкой частотой как из-за более длительной задержки распространения, так и из-за того, что пороги hi-lo определяются и разделяются напряжением гистерезиса - поэтому для зарядки Cin требуется немного больше времени. Затвор не Шмитта, вероятно, будет колебаться выше, если он будет колебаться, но с большей вероятностью перейдет в линейный режим - возможно, с наложенным колебанием низкой амплитуды.

_____________________________________________

Что внутри?:

Марио показал концептуальную схему простого инвертора, такого как 74C04. Это были одни из первых КМОП-вентилей, но накопитель с низкой выходной нагрузкой «раздражал», и вскоре появились буферизованные вентили с большим количеством дисков. Для получения дополнительного токового привода они имеют выходной каскад с высоким током, отдельный от входного каскада. Поскольку они оба инвертируют, общий результат НЕ является инвертором, поэтому они добавляют третью инвертирующую ступень, чтобы получить полную инверсию. Конечным результатом является «инвертор» снаружи и черный ящик неизвестного случая, когда он приводится в движение полуаналоговым способом.

Для 74HC04 приведенная ниже диаграмма является такой же, как показано в таблицах
Fairchild и
TI, а также в таблицах
NXP,
НО
ON-Semi ,
просто чтобы отличаться, сделайте 2-й этап буфером с инвертирующим входом. Результат тот же, логика мудрая. Таким образом, в целом, нет никакой гарантии, что произойдет, если позволить функционировать в полуаналоговом режиме.

Один инвертор из 6 в 74HC04:

Обратите внимание, что это только для ОДНОЙ версии на основе CMOS - есть много других версий CMOS.

CMOS является наиболее часто используемым, но оригинальным TTL, LSTTL, STTL. ECL и многое другое.

то, что вы описываете, называется кольцевым генератором

Ваш выход будет колебаться с определенной частотой в зависимости от задержки гейта вашего вентиля НЕ.

Идеальный НЕ Ворота будет колебаться с бесконечно высокой частотой.

Поскольку такого идеального устройства не существует, ваша частота будет

$f=\frac{1}{2*t}$

где t - задержка гейта НЕ, который вы используете.

Глядя на схему транзистора, можно увидеть, что результирующая схема состоит из двух транзисторов, у которых их затворы соединены с их стоками. Этот так называемый «диодный» транзистор действует как нелинейный резистор.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

В основном вы получаете делитель напряжения и в зависимости от фактических размеров транзистора вы получите напряжение, которое должно составлять примерно половину напряжения питания.

Один инвертор не будет колебаться, так как не имеет достаточного сдвига фазы. Для генератора вам понадобится как минимум три инвертора последовательно.

Это может зависеть от технологии, но, по крайней мере, затвор TTL NOT (биполярные транзисторы) часто можно рассматривать как инвертирующий усилитель с высоким коэффициентом усиления.

Подключив вход к выходу, вы создадите сильную отрицательную обратную связь, чтобы усилитель стабилизировался где-то между логическим 0 и логическим 1.

Если вы подключите вход к выходу через резистор, возможно, будет возможно подать и усилить внешний аналоговый сигнал.

Внутренние элементы одного затвора обычно не обладают достаточной паразитной емкостью (поэтому задерживают), чтобы производить колебания, если соединены таким образом. Однако кольцо из 3, 5 или более вентилей может иметь достаточную задержку для генерации высокочастотного сигнала вместо перехода в стабильное состояние.

Я видел такие «цифровые аналоговые» решения в стабилизаторах напряжения (очень элегантно - цифровой чип стабилизирует 5В для себя) и в генераторах (цепь из 3-х вентилей работает как генератор, где-то около 8 МГц) в древнерусской литературе. Эти диаграммы относятся к чипам серии K155 (думаю, что-то вроде старой серии 7400 должно быть западным аналогом).

Не новый ответ, а простое понимание этого «пункта 5». (это объяснили другие пользователи), с простой механической аналогией .

Не ворота можно было бы сравнить с рычагом, с фиксированным, положив точку опоры в центре рычага. (Например, в ножницах).

Если его один конец (предполагается в качестве входного конца) pressed- вниз , то другой конец (предполагается, в качестве выходного конца) Райз вверх .

И в-противоположности , если входной конец snatched- вверх , выходной конец deeps- вниз .

Мы полагаем,

Up = 1

Вниз = 0

В этой механической модели не существует простого способа соединить вход с выходом, поэтому мы пойдем на небольшой косвенный путь. ...

что происходит, когда более чем 1 не-ворота собраны в серийную комбинацию.

Нечетный номер из ворота не в серии (довольно-подобных кольцевой генератор) ведут себя как в одном-Not-ворот . То же самое - у нашего механика-представитель.

1 Рычаг (содержащий 1 точку опоры и 2 конца) = 1, а не ворота.

Теперь, так как эта комбинация будет действовать как один не гейт, и ее выход может взаимодействовать с его входом , как это.

Подставки, нарисованные просто для обозначения, точки опоры остаются фиксированными в определенном месте, и соединение двух отдельных рычагов (= отдельных, а не ворот) может двигаться вверх или вниз

Итак, если бы мы могли присоединиться к началу и концу (и могли бы дать правильную систему, чтобы допустить избыточное давление между 2 соседними рычагами) ...

Все это сформировало бы плоскость-круг; с бесконечными на 0 или 1. Но на ...

... 0.5. Промежуточное положение.

Так:

На этом последнем изображении левое изображение представляет собой однорычажное устройство, представленное точно так же, как карта мира, нарисованная на 2-й странице, с небольшим количеством Аляски в стороне от восточного края России и небольшим количеством России на Запад Аляски.

На последнем изображении справа показано плоское горизонтальное положение со значением 0,5.

Обычный (не триггер Шмитта) не гейт может, по сути, рассматриваться как тип инвертирующего усилителя, который обычно работает в режиме насыщения. При подключении выхода к входу мы применяем отрицательную обратную связь к этому усилителю.

Результаты этого зависят от частотной характеристики. Одноступенчатый, не являющийся затвором, будет иметь отклик первого порядка и стабилизируется на уровне где-то между двумя силовыми рельсами.

У трехэтапного («буферизованного») не шлюза будет ответ третьего порядка. На частотах после второй частоты обрыва это приведет к сдвигу фазы примерно на 180 градусов, превратив отрицательную обратную связь в положительную обратную связь. Если затвор все еще имеет усиление на этих частотах, то у вас будет генератор.

Что такое «ответ третьего порядка»? Что такое "вторая частота перерыва"?

Каждый усилитель действует как фильтр нижних частот. Обычно одноступенчатый усилитель имеет отклик первого порядка.

Фильтр с откликом первого порядка может быть аппроксимирован двумя прямыми линиями на графике с логарифмической шкалой. В этом приближении усиление остается неизменным до тех пор, пока частота прерывания не уменьшится со скоростью 20 дБ за десятилетие (~ 6 дБ на октаву). Перед частотой прерывания вход находится в фазе с выходом. После частоты прерывания выходной сигнал смещен по фазе на 90 градусов.

Фильтр с откликом второго порядка имеет две частоты прерывания и может быть обозначен тремя прямыми линиями на нашем графике log-log. Снова в этом приближении усиление остается плоским с изменением фазы 0 до первой частоты разрыва. Затем он падает до 20 дБ за десятилетие с фазовым сдвигом 90 градусов до второй частоты обрыва. Наконец, он падает на 40 дБ за десятилетие с фазовым сдвигом 180 градусов.

Фильтр с откликом третьего порядка можно аппроксимировать четырьмя прямыми линиями на нашем графике log-log в приближении после первой частоты прерывания у вас есть спад на 20 дБ / десятилетие и сдвиг фазы на 90 градусов после второй частоты прерывания, которую вы имеете спад 40 дБ / декада и фазовый сдвиг на 180 градусов, а после третьей частоты перерыва у вас сдвиг фазы 270 градусов и спад на 60 дБ / декада

Это приближение не является идеальным, в действительности существует более плавный переход величины и фазы в области вокруг каждой частоты разрыва, но этого достаточно для наших целей.

Когда мы помещаем три усилителя с последовательным откликом первого порядка каждый, мы получаем систему с откликом третьего порядка.

В: Этот ответ полезен?
A: Я так думаю. (Некоторые не могут :-)).

Он использует юмор в форме реализации очень старой шутки - и случается, чтобы иметь дело с инверсией и колебанием способом, аналогичным инвертору в этом вопросе.

_________________________________

Новичок Бен разместил ссылку на то, что некоторые считали неуместным.
Это на самом деле уместно и почти полезно, а также несколько забавно.
Всегда в замешательстве сообщал, что на сайте возникают проблемы с брандмауэром - моя система, которая (условно) защищена, не «жаловалась», когда я заходил на сайт.

Эта ссылка, которую предоставил Бен, связана с 40-секундным видео, на котором «ученый» экспериментирует с опущенным маслом тостом и кошкой и замечает, как они приземляются. То, что он делает дальше, соответствует стандартной шутке. На заднем плане его Игорь, как помощник, усердно работает. Тост, кот, какая-то клейкая лента и аппарат Игоря создают нечто, имеющее отношение к этому вопросу. Это включает в себя инверсию и колебания и (возможно, обратная связь). Плюс немного юмора.

Мне нравится эксперимент с тостом ~ 20 мм - и маловероятный результат.
Это примерно соответствует сложному вопросу - и, возможно, результату.

Кроме того, Бен отметил: «... и он производит неограниченную мощность». ,
Это имеет смысл в контексте toast + cat, но не слишком относится к этому вопросу.