बफर गेट का उद्देश्य क्या है?


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जैसा कि मैं समझता हूं कि एक बफर गेट एक गेट के विपरीत नहीं है और इनपुट में बदलाव नहीं करता है:

यह कुछ नहीं करता है!

हालाँकि मैं कभी-कभी सर्किट में इस्तेमाल किए जाने वाले बफर गेट आईसी को देखता हूं और एक अनुभवहीन आंख को लगता है कि वे कुछ भी नहीं करते हैं। उदाहरण के लिए हाल ही में मैंने एक गैर-इनवर्टिंग बफर गेट का उपयोग एक एमिटर फॉलोअर के आउटपुट पर किया है, लगभग कुछ इस तरह से:

पर क्यों?

तो किसी को अपने सर्किट में बफर आईसी का उपयोग करने की आवश्यकता कब होगी? उपर्युक्त योजनाबद्ध में गेट का उद्देश्य क्या हो सकता है?


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कभी-कभी यह विभिन्न तर्क परिवारों के बीच एक तर्क स्तर अनुवादक होता है।
ब्रायन ड्रमंड

@Colin__s क्या? नहीं, मुझे सिर्फ एक सूचना मिली और देखा कि शीर्षक में व्याकरण संबंधी त्रुटि थी। मुझे मेरा जवाब मिल गया। उसके लिए माफ़ करना।
मुझे नहीं पता कि मैं

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उस स्थिति में आपके पास मेरी क्षमायाचना है, मुझे इतना छोटा नहीं होना चाहिए था।
कॉलिन

जवाबों:


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जब भी आपको आवश्यकता होती है बफ़र्स का उपयोग किया जाता है ... अच्छी तरह से ... एक बफर। जैसा कि शब्द के शाब्दिक अर्थ में है। वे तब उपयोग किए जाते हैं जब आपको आउटपुट से इनपुट को बफ़र करने की आवश्यकता होती है। एक बफर का उपयोग करने के अनगिनत तरीके हैं। डिजिटल लॉजिक गेट बफ़र हैं, जो कि पोज़शॉर्स लॉजिक वाइज हैं, और एनलॉग बफ़र हैं, जो पोज़थ्रू के रूप में काम करते हैं लेकिन एनालॉग वोल्टेज के लिए। उत्तरार्द्ध आपके प्रश्न के दायरे के बाहर की तरह है, लेकिन यदि आप उत्सुक हैं, तो 'वोल्टेज अनुयायी' देखें।

तो आप कब या क्यों एक का उपयोग करेंगे? कम से कम जब सभी का सबसे सरल और सस्ता बफर, एक तांबे का तार / ट्रेस आसानी से उपलब्ध है?

यहाँ कुछ कारण हैं:

1. तार्किक अलगाव। अधिकांश बफ़र्स में ~ OE पिन या समान होता है, आउटपुट आउटपुट पिन सक्षम करता है। यह आपको किसी भी तर्क लाइन को एक ट्रिस्टेट में बदलने की अनुमति देता है। यह विशेष रूप से उपयोगी है यदि आप दो बसेस को कनेक्ट करने या अलग करने में सक्षम होना चाहते हैं (बफ़र्स के साथ दोनों तरह से यदि आवश्यक हो), या शायद सिर्फ एक डिवाइस। एक बफर, उन चीजों के बीच एक बफर होने के नाते, आपको ऐसा करने देता है।

2. स्तरीय अनुवाद। कई बफ़र्स आउटपुट साइड को इनपुट साइड से अलग वोल्टेज से संचालित करते हैं। वोल्टेज स्तरों के अनुवाद के लिए इसका स्पष्ट उपयोग है।

3. डिजिटलीकरण / दोहराव / सफाई। कुछ बफ़र्स को हिस्टैरिसीस होता है, इसलिए वे एक संकेत ले सकते हैं जो वास्तविक रूप से डिजिटल होने की कोशिश कर रहा है, लेकिन बस बहुत अच्छा उदय समय नहीं है या थ्रेसहोल्ड या जो कुछ भी सही नहीं है, और इसे साफ करें और इसे चालू करें एक अच्छा, तेज, साफ-सुथरा डिजिटल सिग्नल।

4. भौतिक अलगाव आपको अपनी पसंद से आगे एक डिजिटल सिग्नल भेजना होगा, चीजें शोर कर रही हैं, और एक बफर एक महान पुनरावर्तक बनाता है। एक GPIO पिन के बजाय प्राप्त करने पर एक पीसीबी ट्रेस का एक पैर होने के अंत में, एक एंटीना, प्रारंभ करनेवाला, और संधारित्र के रूप में कार्य करता है और शाब्दिक रूप से उल्टी जो भी हो, शोर और ग़ुस्सा यह उल्टी करता है जो सीधे उस गरीब पिन के मुंह में चाहता है, आप एक का उपयोग करें बफ़र। अब GPIO पिन केवल इसके और बफर के बीच का निशान देखता है, और वर्तमान छोरों को अलग किया जाता है। हेक, आप सिग्नल को अब ठीक से समाप्त भी कर सकते हैं, जैसे कि 50 (रेसिस्टर (या जो भी हो), क्योंकि आपके पास ट्रांसमिटेड एंड पर भी बफर है और उन्हें उन तरीकों से लोड कर सकते हैं जिन्हें आप कभी भी विम्पी थोड़ा pinC पिन लोड नहीं कर सकते।

5. ड्राइविंग भार। आपका डिजिटल इनपुट स्रोत उच्च प्रतिबाधा है, वास्तव में उस डिवाइस के साथ इंटरफ़ेस करने के लिए बहुत अधिक है जिसे आप नियंत्रित करना चाहते हैं। एक सामान्य उदाहरण एक एलईडी हो सकता है। तो आप एक बफर का उपयोग करें। आप एक का चयन करें जो ड्राइव कर सकता है, कह सकता है, 20 गुना आसानी से, और आप सीधे तर्क संकेत के बजाय, बफर के साथ एलईडी ड्राइव करते हैं।

उदाहरण: आप I2C बस की तरह कुछ पर स्थिति संकेत एल ई डी चाहते हैं, लेकिन सीधे I2C लाइनों में एल ई डी जोड़ने से सिग्नलिंग समस्याएँ पैदा होंगी। तो आप एक बफर का उपयोग करें।

6. बलि । बफ़र्स में अक्सर विभिन्न सुरक्षा विशेषताएं होती हैं, जैसे ईएसडी सुरक्षा, आदि और अक्सर वे ऐसा नहीं करते हैं। लेकिन किसी भी तरह से, वे किसी चीज़ और किसी चीज़ के बीच एक बफर के रूप में कार्य करते हैं। यदि आपके पास कुछ ऐसा है जो किसी प्रकार की क्षणिक स्थिति का अनुभव कर सकता है जो कुछ नुकसान पहुंचा सकता है, तो आप उस चीज़ और क्षणिक स्रोत के बीच एक बफर डालते हैं।

एक और तरीका रखो, चिप्स को लगभग उतना ही विस्फोट करना पसंद है जितना वे अर्धचालक का प्यार करते हैं। और ज्यादातर समय, जब कुछ गलत होता है, तो चिप्स फट जाते हैं। बफ़र के बिना, अक्सर जो भी क्षणिक होता है जो बाएँ और दाएँ चिपते हुए होता है, वह आपके सर्किट में गहरे तक पहुँच जाएगा और एक ही बार में चिप्स का एक गुच्छा नष्ट कर देगा। बफ़र्स इसे रोक सकते हैं। मैं बलि के बड़े प्रशंसक हूं। अगर कुछ विस्फोट होने वाला है, तो मैं पसंद करूंगा कि यह 50 not बफर हो और 1000 डॉलर का एफपीजीए न हो।

उन सबसे आम कारणों में से कुछ हैं जो मैं अपने सिर के ऊपर से सोच सकता था। मुझे यकीन है कि अन्य स्थितियां हैं, शायद आपको अधिक उपयोगों के साथ अधिक उत्तर मिलेंगे। मुझे लगता है कि हर कोई इस बात से सहमत होगा कि बफ़र्स बहुत उपयोगी हैं, भले ही पहली नज़र में, वे व्यर्थ प्रतीत होते हैं।


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और आप एक डीआईपी में उस 50-प्रतिशत बफर को प्राप्त कर सकते हैं और इसे एक सॉकेट में डाल सकते हैं, ताकि जब यह जादू के नीले धुएं के देवताओं के लिए बलिदान हो जाए, तो यह बस इसे बाहर निकालने और एक नया थप्पड़ मारने की बात है;)
थ्रीफेसफेल

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इसके अलावा बफर को देरी का परिचय देकर 2 संकेतों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
मैथ्यूएल

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आपके उत्तर में ओपी का मामला शामिल होना चाहिए: इसलिए अगले चरण का इनपुट प्रतिबाधा R1 के समानांतर नहीं है, जिससे Q1 का व्यवहार बदल जाता है।
वॉरेन यंग

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+1: शानदार उत्तर और बहुत सारी संदर्भ जानकारी बस एक ही स्थान पर! बस एक नाइटपिक: "बफ़र्स को हिस्टैरिसीस" को " कुछ बफ़र्स को हिस्टैरिसीस" की तरह बदलना चाहिए । जो एनालॉग सिग्नल को बढ़ावा देने के लिए भी इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है।
लोरेंजो डोनाटी

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@LorenzoDonati नाइटपिटिंग हमेशा स्वागत योग्य है, जैसा कि संपादन हैं। मैं अच्छे उत्तर देने की पूरी कोशिश करता हूं, लेकिन कोई भी पूर्ण नहीं है, इसलिए मैं बहुत सराहना करता हूं जब अन्य लोग किसी भी त्रुटि या मुद्दों को ठीक करने के लिए समय लेते हैं। और आप बिलकुल सही हैं, केवल कुछ बफ़र्स को हिस्टैरिसीस है। मैं तदनुसार जवाब अपडेट करूंगा, धन्यवाद! :)
मेटाक्लिन

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सरल बफर गेट्स में कुछ अनुप्रयोग हैं:

  • पुराने दिनों में, एक तर्क आउटपुट के सीमित फैन-आउट , जब कई बाद के इनपुटों को खिलाया जाता है। अगर मुझे सही याद है, तो यह टीटीएल एलएस के लिए लगभग 5 था। इसलिए यदि आपने 5 से अधिक इनपुट्स को फीड करने के लिए आउटपुट का उपयोग किया है, तो तर्क स्तर की कोई गारंटी नहीं दी गई है। आप इस समस्या को हल करने के लिए बफ़र्स का उपयोग कर सकते हैं। प्रत्येक बफ़र एक और 5 इनपुट (थोड़ी देरी के साथ) खिला सकता है। अब, सीएमओएस के साथ, यह वास्तव में प्रासंगिक नहीं है, प्रशंसक अधिक परिमाण के आदेश हैं, और यह कभी भी समस्या नहीं है।
  • इसका उपयोग एक कमजोर संकेत को "प्रवर्धित" करने के लिए किया जा सकता है। यदि सिग्नल में बहुत अधिक प्रतिबाधा है, और आप इसे एक सर्किट के इनपुट के रूप में उपयोग करना चाहते हैं जिसमें कम इनपुट प्रतिबाधा है, तो तर्क का स्तर ऐनक के भीतर नहीं होगा। शायद यह आपके विशिष्ट उदाहरण में उपयोग है।
  • इसका उपयोग एक छोटी सी विलंब रेखा के रूप में किया जा सकता है।
  • आमतौर पर, बफर में एक schmitt ट्रिगर इनपुट होता है (लेकिन हम आम तौर पर एक छोटे "हिस्टैरिसीस" संकेत को आकर्षित करते हैं: बफर त्रिकोण में, और ऐसा लगता है कि यह आपका मामला नहीं है)। इसलिए यदि तर्क स्तर ऊंचा और नीचा है, तो आउटपुट अभी भी अनुमानित रूप से परिभाषित है (यह उस स्तर तक रहता है)। डिजिटल सिग्नल पर एनालॉग सिग्नल (जैसे सेंसर से आने वाले) को इंटरलेस करते समय इसका बहुत उपयोग होता है।

उसके अलावा, इसके कई उपयोग नहीं हैं। यही कारण है कि हम वास्तव में उन लोगों को आसानी से नहीं पाते हैं।


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प्रवर्धन निशान पर सही है। वास्तव में यह आपके पहले दो गोलियों में कार्य है। यह कोई संयोग नहीं है कि एक डिजिटल बफर एम्पलीफायरों के खाली त्रिकोण प्रतीक का उपयोग करता है। वे एक वोल्टेज सीमित वर्तमान एम्पलीफायर ( बहुत ही नॉनलाइन लाभ के साथ) के रूप में कार्य करते हैं। यह एक समान कार्य है एक एनालॉग वोल्टेज बफर (जैसे कि एक अनुयायी जो वोल्टेज अनुयायी के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है)। अंतर यह है कि डिजिटल बफ़र आमतौर पर केवल दो आउटपुट वोल्टेज स्तरों का समर्थन करते हैं, इसलिए कुछ गैर-वोल्टेज वोल्टेज लाभ भी होते हैं।
केविन कैथार्ट

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पारंपरिक वास्तविक "बफर" वास्तव में एकता लाभ विन्यास में एक opamp है। एक गेट का उपयोग आमतौर पर छोटे भार के लिए, या उनके एकीकृत schmidt ट्रिगर से लॉजिक एज एन्हांसमेंट के लिए किया जाता है, क्योंकि मानक तर्क आसानी से कुछ mA लोड लोड कर सकते हैं।
ड्रंकन कोड बंदर

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फैन आउट एक महत्वपूर्ण उपयोग है। उल्लेख करने के लिए धन्यवाद।
जोएल बी

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गैर-फ़ंक्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बफ़र्स का उपयोग किया जाता है, अक्सर गति (या इनपुट / आउटपुट प्रतिबाधा, जो गति को प्रभावित करती है)। एक सार सर्किट अक्सर इस आवश्यकता की सराहना करने के लिए पर्याप्त विवरण नहीं दिखाता है। आपके सर्किट में, जो भी आउटपुट से कनेक्ट करने के लिए त्वरित और विश्वसनीय तरीके से कम है ड्राइव करने के लिए आर 1 बहुत अधिक हो सकता है।

एक और कारण यह हो सकता है कि बफर में आउटपुट प्रोटेक्शन (करंट लिमिटिंग, ESD प्रोटेक्शन) हो।

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