Hvad ' er forskellen mellem 0 og høj impedans (eller flydende)?

Jeg don” t ved så meget om andre logiske familier, men lad mig fortælle dig om TTL:

Hvis du lader et input af en TTL-port være uforbundet, vil porten læse det som en logik 1. Folk siger, at for at få en logik 0 skal du “køre porten lavt.” Men hvad det virkelig betyder er, at du skal trække strøm fra indgangsstiften for at trække dens spænding ned under logik 0-tærsklen.

En normal TTL-udgangsstift enten driver outputledningen højt (i hvilket tilfælde meget lidt strøm strømmer), eller ellers driver den linjen lavt (i hvilket tilfælde udgangsstiften trækker strøm fra uanset hvor mange inputstifter det “blæser ud” til.

Bemærk: Disse strømme tilføjes. Derfor er der en grænse for, hvor mange input der kan drives fra en output.

A tri-stat e output kan enten drive outputlinjen højt, drive den lavt eller indtaste “hi-Z-tilstand” (aka, “højimpedanstilstand”, aka, “deaktiveret”, aka, “tre-angivet”). I high-Z-tilstand frakobles outputstiften effektivt.

Formålet med tri-state-udgange er at tillade mere end en chip at køre den samme linje, som normalt kaldes en bus i denne sammenhæng. Normalt, hvis du forbinder to udgange sammen, når den ene går høj og den anden går lav, får du røg — måske. Hvis ikke røg, får du en stor strøm, der strømmer fra udgangen, der prøver at køre linjen højt til den udgang, der prøver at køre linjen lavt, og du får en udefineret spænding på bussen.

Hvis du derimod har et antal tri-state-udgange tilsluttet bussen, er alt, hvad du skal gøre, at sørge for, at kun en af disse udgange er aktiveret (dvs. ikke i high-Z-tilstand ) når som helst.

Hvis ingen driverne på bussen er aktiveret, vil “bussen” flyde “højt, men sandsynligvis ikke i en veldefineret tid ramme. For at afhjælpe dette problem er en TTL-bus med tri-state-drivere typisk forbundet til V + gennem en “pull up” -modstand, der hjælper den med at opnå en veldefineret logisk 1-tilstand i tide.

For eksempel hvis jeg er på den ene side af ledningen og i den anden side der er et signal, hvordan kan jeg se forskellen mellem 0 og Z?

Du kalder fortæller forskellen f.eks. ved at følge kredsløb:
LEDen lyser op, hvis din signallinje er i 0 tilstand.
Det lyser ikke, hvis det er i Z tilstand.

Hvis man forbinder et oscilloskop til en ledning, der er forbundet til udgange, som alle er i høj impedans, fanger ledningen masser af støj i computermiljøet.

For helt sikkert at se er der en ledning tilsluttet kun til højimpedansudgange, er at prøve at forbinde ledningen igen til + logisk forsyningsspænding og GND via en modstand. Ledningens spænding følger ikke, hvis nogen sender 1 eller 0 til ledningen. Den korrekte modstand, der kan trække op og ned, afhænger af den anvendte logikfamilie. Det er specificeret i databladet til den logiske familie.

hvis jeg er på den ene side af ledningen og i den anden side er der signaler (1, 0) eller høj Z, hvordan kan jeg opdage forskellen.

Det virkelige spørgsmål er, hvorfor vil du have til?

Den sædvanlige årsag til at have højt Z er, at flere enheder kan dele en ledning med kun en, der lægger data på den ad gangen, og / eller til at bruge en pin som både input og output. I disse applikationer, hvis alle enhederne er høje Z, så er logikniveauet udefineret og ledningen vil “flyde” til den restspænding, der er til stede.

Hvis du ser på et signal med et oscilloskop så trækker probemodstanden (typisk 1 eller 10M Ω) (svagt) spændingen ned til jorden, og du kan ikke fortælle, om den aktivt trækkes lavt (logik 0) eller høj Z. En enkel måde, du kan se forskellen på, er at injicere et signal med høj impedans (f.eks. lysnettet via din finger), der kortsluttes w når logikken trækker højt eller lavt.

En anden mulig anvendelse af højt Z er til at generere en 3-niveau output. Nedenstående kredsløb (fra en Amstrad CPC 464 hjemmecomputer) genererer 27 farver ved hjælp af kun 3 digitale udgange fra gate-arrayet. Hver udgang kan enten trække op eller ned eller være høj Z. I høj Z bestemmes pin spændingen af modstandene forbundet mellem Vcc og 0V.

I digital logik bruges tre-stater (0,1, Z) ofte til tovejs “inout” -linjer. Dette ses almindeligvis i FPGAer (skønt dette er mindre almindeligt i nutidens mere moderne arkitekturer, hvor tri-state modeller typisk syntetiseres til LUTer eller MUXer bag kulisserne).

Stadig, tri-state buffere på FPGA IO-blokke findes der stadig i mange tekstiler. De bruges til at styre retningen af datastrømmen. Hvis en IO-linje f.eks. er programmeret til at skifte fra en udgang til en indgang, vil outputdriveren gå i en høj -impedans (“Z”) tilstand, deaktivering af output og tilladelse for modtagelsesporten at læse linjen.

Overvej en digital port med 5 volt som 1 (HØJ) og 0 volt som 0 (LAV). Overvej nu følgende tilfælde:

1. Hvis output er 0 (LAV), og hvis du tilslutter en 5 voltbatteri til udgangen gennem en modstand på 5k, så strømmer 1mA. Hvis du forbinder udgangen til jorden (0 volt,) strømmer ingen strøm.
2. Hvis output er 1 (HØJ) og hvis du tilslutter et 5 volt batteri til udgangen via en modstand på 5k, så strømmer ikke strømmen, men hvis du forbinder udgangen til jorden (0 volt) gennem en 5k modstand, strømmer 5mA strøm.
3. I Hi-Z-tilstand, når du tilslutter udgangen til batteri eller til jordstrømmen vil under ingen omstændigheder flyde, fordi kredsløbet er åbent (dvs. høj impedans.)