Qual ' é a diferença entre 0 e alta impedância (ou flutuante)?

Eu não” não sei muito sobre outras famílias lógicas, mas deixe-me falar sobre TTL:

Se você deixar uma entrada de uma porta TTL desconectada, a porta lerá isso como uma lógica 1. As pessoas dizem que para obter um 0 lógico, você precisa “reduzir o nível da porta”. Mas o que isso realmente significa é que você deve puxar a corrente do pino de entrada para reduzir sua tensão abaixo do limite lógico 0.

Um pino de saída TTL normal ou aumenta a linha de saída (nesse caso, muito pouca corrente flui) ou então direciona a linha para baixo (nesse caso, o pino de saída puxa corrente de quantos pinos de entrada ele “se espalha” para.

Nota: Essas correntes somam. É por isso que há um limite para quantas entradas podem ser acionadas de uma saída.

A tri-stat e a saída pode elevar a linha de saída, reduzi-la ou entrar em “estado de alta Z” (a.k.a., “estado de alta impedância”, a.k.a., “desativado”, a.k.a., “tri-declarado”). No estado Z alto, o pino de saída é efetivamente desconectado.

O objetivo das saídas tri-state é permitir que mais de um chip conduza a mesma linha, que geralmente é chamada de bus neste contexto. Normalmente, se você conectar duas saídas juntas, quando uma fica alta e a outra baixa, você obtém fumaça — talvez. Se não for fumaça, você obterá uma grande corrente fluindo da saída que está tentando elevar a linha para a saída que está tentando reduzir a linha, e você obterá uma tensão indefinida no barramento.

Se, por outro lado, você tiver várias saídas tri-state conectadas ao barramento, então tudo que você precisa fazer é certificar-se de que apenas uma dessas saídas está habilitada (ou seja, não no estado Z alto ) a qualquer momento.

Se nenhum dos motoristas do ônibus estiver habilitado, o ônibus “flutuará” alto, mas provavelmente não em um tempo bem definido quadro. Para remediar esse problema, um barramento TTL com drivers tri-state normalmente é conectado a V + por meio de um resistor “pull up” que o ajuda a atingir um estado lógico 1 bem definido em tempo hábil.

Por exemplo, se eu “estou de um lado do fio e do outro lado é um sinal, como posso saber a diferença entre 0 e Z?

Você pode dizer a diferença, por exemplo, pelo seguinte circuito:
O LED irá acenderá se sua linha de sinal estiver no estado 0 .
Não acenderá se estiver em Z estado.

Se alguém conectar um osciloscópio a um fio conectado a saídas que estão todas em estado de alta impedância, o fio captura muito ruído no ambiente do computador.

Para ver com certeza, é um fio conectado apenas para saídas de alta impedância, é tentar conectar o fio por sua vez a + tensão de alimentação lógica e GND através de um resistor. A tensão do fio não segue, se alguém emitir 1 ou 0 para o fio. O resistor adequado que pode aumentar e diminuir depende da família de lógica usada. É especificado na folha de dados da família lógica.

se eu “estiver em um lado do fio e do outro lado há sinais (1, 0) ou Z alto, como posso detectar a diferença.

A verdadeira questão é, por que você iria querer para?

A razão usual para ter Z alto é que vários dispositivos podem compartilhar um fio com apenas um colocando dados nele de cada vez e / ou para usar um pino como entrada e saída. aplicações se todos os dispositivos estiverem com Z alto, então o nível lógico é indefinido e o fio irá “flutuar” para qualquer tensão residual presente.

Se você estiver olhando para um sinal com um osciloscópio, então a resistência da ponta de prova (normalmente 1 ou 10M Ω) puxará (fracamente) a tensão para o solo e você não pode dizer se ela está ativamente puxada para baixo (lógica 0) ou Z alto. Uma maneira simples de saber a diferença é injetar um sinal de alta impedância (por exemplo, zumbido da rede via seu dedo) que está em curto w quando a lógica está puxando para cima ou para baixo.

Outro uso possível de Z alto é para gerar uma saída de 3 níveis. O circuito abaixo (de um Amstrad CPC 464 computador doméstico) gera 27 cores usando apenas 3 saídas digitais do array de portas. Cada saída pode aumentar ou diminuir ou ser Z alto. Em Z alto, a tensão do pino é determinada pelos resistores conectados entre Vcc e 0V.

Na lógica digital, tri-estados (0,1, Z) são freqüentemente usados para linhas “inout” bidirecionais. Isso é comumente visto em FPGAs (embora seja menos comum nas arquiteturas mais modernas de hoje, onde os modelos tri-state são normalmente sintetizados em LUTs ou MUXs nos bastidores).

Ainda assim, buffers tri-state em FPGA, blocos IO ainda existem em muitos fabrics. Eles são usados para controlar a direção do fluxo de dados. Por exemplo, se uma linha IO for programada para alternar de uma saída para uma entrada, o driver de saída entrará em alta estado de impedância (“Z”), desabilitando a saída e permitindo que o portão receptor leia a linha.

Considere uma porta digital com 5 volt como 1 (HIGH) e 0 volt como 0 (LOW). Agora considere os seguintes casos:

1. Se a saída for 0 (LOW) e se você conectar um 5 volt bateria para a saída através de uma resistência de 5k, então a corrente de 1mA irá fluir. Se você conectar a saída ao solo (0 volt), nenhuma corrente irá fluir.
2. Se a saída for 1 (ALTO) e se você conectar uma bateria de 5 volts à saída por meio de um resistência de 5k, então a corrente não fluirá, mas se você conectar a saída ao terra (0 volt) através de uma resistência de 5k, a corrente de 5mA irá fluir.
3. No estado Hi-Z quando você conecta a saída ao bateria ou a corrente à terra não fluirá em nenhum caso porque o circuito está aberto (ou seja, alta impedância).