¿Cuál ' es la diferencia entre 0 y alta impedancia (o flotante)?

No» No sé mucho sobre otras familias lógicas, pero déjame contarte sobre TTL:

Si dejas una entrada de una puerta TTL desconectada, la puerta lo leerá como una lógica 1. La gente dice que para obtener un 0 lógico tienes que «bajar la puerta». Pero lo que eso realmente significa es que tienes que extraer corriente del pin de entrada para bajar su voltaje por debajo del umbral de 0 lógico.

Un pin de salida TTL normal impulsa la línea de salida a un nivel alto (en cuyo caso, fluye muy poca corriente) o, de lo contrario, conduce la línea a un nivel bajo (en cuyo caso, el pin de salida extrae corriente de muchos pines de entrada se «amplía» a.

Nota: Esas corrientes se suman. Es por eso que hay un límite en la cantidad de entradas que se pueden conducir desde una salida.

A tri-stat La salida puede hacer que la línea de salida sea alta, baja o entrar en «estado hi-Z» (también conocido como «estado de alta impedancia», también conocido como «deshabilitado», también conocido como «triple estado»). En el estado de alta Z, el pin de salida está efectivamente desconectado.

El propósito de las salidas de tres estados es permitir que más de un chip controle la misma línea, que generalmente se llama bus en este contexto. Normalmente, si conecta dos salidas juntas, cuando una sube y la otra baja, se produce humo, tal vez. Si no hay humo, entonces obtiene una gran corriente que fluye desde la salida que está tratando de impulsar la línea hacia arriba a la salida que está tratando de hacer que la línea sea baja, y obtiene un voltaje indefinido en el bus.

Si, por otro lado, tiene varias salidas de tres estados conectadas al bus, entonces todo lo que tiene que hacer es asegurarse de que solo una de esas salidas esté habilitada (es decir, no en el estado de Z alta ) en cualquier momento.

Si ninguno de los conductores del autobús está habilitado, entonces el autobús «flotará» alto, pero probablemente no en un tiempo bien definido cuadro. Para solucionar ese problema, un bus TTL con controladores de tres estados generalmente se conecta a V + a través de una resistencia «pull up» que lo ayuda a lograr un estado lógico 1 bien definido de manera oportuna.

Por ejemplo, si «estoy en un lado del cable y en el otro lado es una señal, ¿cómo puedo saber la diferencia entre 0 y Z?

Usted llama a decir la diferencia, por ejemplo, siguiendo el circuito:
El LED se enciende si su línea de señal está en 0 estado.
No se encenderá si está en Z estado.

Si uno conecta un osciloscopio a un cable conectado a salidas que están todas en estado de alta impedancia, el cable capta mucho ruido en el entorno de la computadora.

Para ver con seguridad, ¿hay un cable conectado solo para salidas de alta impedancia, es intentar conectar el cable a su vez a + voltaje de suministro lógico y GND a través de una resistencia. El voltaje del cable no sigue si alguien envía 1 o 0 al cable. La resistencia adecuada que puede subir y bajar depende de la familia lógica utilizada. Se especifica en la hoja de datos de la familia lógica.

si «estoy en un lado del cable y en el otro lado hay señales (1, 0) o Z alto, ¿cómo puedo detectar la diferencia?

La verdadera pregunta es, ¿por qué querrías a?

La razón habitual para tener un Z alto es que varios dispositivos pueden compartir un cable con solo uno colocando datos en él a la vez, y / o para usar un pin como entrada y salida. aplicaciones si todos los dispositivos tienen un Z alto, entonces el nivel lógico es indefinido y el cable «flotará» a cualquier voltaje residual presente.

Si está viendo una señal con un osciloscopio, entonces la resistencia de la sonda (típicamente 1 o 10M Ω) bajará (débilmente) el voltaje a tierra y no se puede saber si se baja activamente (0 lógico) o Z alta. Una forma sencilla de saber la diferencia es inyectar una señal de alta impedancia (por ejemplo, zumbido de red a través de su dedo) que está en corto uando la lógica está tirando alto o bajo.

Otro posible uso de Z alto es para generar una salida de 3 niveles. El circuito de abajo (de una computadora doméstica Amstrad CPC 464 ) genera 27 colores usando solo 3 salidas digitales de la matriz de puertas. Cada salida puede subir o bajar o ser alta Z. En alta Z, el voltaje del pin está determinado por las resistencias conectadas entre Vcc y 0V.

En lógica digital, los tri-estados (0,1, Z) se utilizan a menudo para líneas bidireccionales «inout». Esto se ve comúnmente en los FPGA (aunque esto es menos común en las arquitecturas más modernas de hoy, donde los modelos de tres estados generalmente se sintetizan en LUT o MUX detrás de escena).

Aún así, los búferes de tres estados en FPGA, los bloques de E / S todavía existen en muchos tejidos. Se utilizan para controlar la dirección del flujo de datos. Por ejemplo, si una línea de E / S está programada para cambiar de una salida a una entrada, el controlador de salida entrará en un nivel alto -impedancia («Z»), deshabilitando la salida y permitiendo que la puerta receptora lea la línea.

Considere una puerta digital con 5 voltios como 1 (ALTO) y 0 voltios como 0 (BAJO). Ahora considere los siguientes casos:

1. Si la salida es 0 (BAJO) y si conecta un 5 batería de voltios a la salida a través de una resistencia de 5k, entonces fluirá una corriente de 1mA. Si conecta la salida a tierra (0 voltios), no fluirá corriente.
2. Si la salida es 1 (ALTA) y si conecta una batería de 5 voltios a la salida a través de un resistencia de 5k, entonces la corriente no fluirá, pero si conecta la salida a tierra (0 voltios) a través de una resistencia de 5k, fluirá una corriente de 5mA.
3. En el estado Hi-Z cuando conecte la salida a la la batería o la corriente a tierra no fluirá en ningún caso porque el circuito está abierto (es decir, alta impedancia).