डिजिटल सिग्नल को कैसे पलटना है

Question

मुझे डिजिटल सिग्नल को बदलने का एक तरीका चाहिए अर्थात यदि इनपुट अधिक है, तो मैं चाहता हूं कि आउटपुट कम हो और यदि इनपुट कम हो तो मैं चाहता हूं कि आउटपुट अधिक हो।

मुझे लगता है कि यह एक एकल पीएनपी ट्रांजिस्टर के साथ पूरा किया जा सकता है, लेकिन यहां सत्यापित करना चाहता था। मैं जिन वोल्टेज से निपट रहा हूं, वे 5 वी से कम हैं।

Comments

BJT इन्वर्टर का विस्तृत उपचार: EE 307 धारा 2 MoHAT प्रोजेक्ट - "इस पेज का उद्देश्य BJT इन्वर्टर के मूलभूत कार्यों में रुचि रखने वालों का मार्गदर्शन करना है।"

— पीटर मॉर्टेंसन

Answer 1

या, चूंकि आप डिजिटल सिग्नल के बारे में बात कर रहे हैं, वैसे भी आप एक इन्वर्टर का उपयोग करते हैं ।

Aइनपुट है (अधिक जानकारी के साथ फाटकों कि हो जाएगा के लिए A, B, C, आदि), Yउत्पादन होता है। यदि यह आपके योजनाबद्ध को बहुत जटिल नहीं करता है तो प्रतीक को बाईं ओर इनपुट के साथ रखें।

एनएक्सपी में सिंगल-गेट इनवर्टर हैं । बस चार कनेक्शन: बिजली की आपूर्ति, जमीन, इनपुट और आउटपुट।

यह एक ट्रांजिस्टर और दो प्रतिरोधों के साथ किया जा सकता है, हालांकि। यह एक सरल योजनाबद्ध है, लेकिन आपको अभी भी कुछ सरल गणनाएं करनी हैं। आपके पास इनवर्टर के समान ही कनेक्शन होंगे।
BTW, एक PNP एक विकल्प है, लेकिन अधिक बार एक NPN का उपयोग किया जाएगा।

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यदि इनपुट सिग्नल अधिक है, तो R2 और ट्रांजिस्टर के बेस-एमिटर जंक्शन (बेस, गेट नहीं) के माध्यम से प्रवाह होगा। इस धारा को प्रवर्धित किया जाएगा, और R1 के माध्यम से कलेक्टर धारा एक वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनेगी ताकि उत्पादन कम हो। इनपुट उच्च, आउटपुट कम।
यदि इनपुट सिग्नल कम है तो कोई बेस करंट नहीं होगा, और न ही कोई कलेक्टर करंट। R1 के माध्यम से कोई करंट का मतलब कोई वोल्टेज ड्रॉप नहीं है, जिससे आउटपुट + V पर होगा। इनपुट कम, आउटपुट अधिक।

यह पहले से ही थोड़ा और आगे ले जाता है, लेकिन जैसा कि मैंने सैंडून को टिप्पणी में कहा था लिए उत्पादन अत्यधिक विषम है। यदि आउटपुट संधारित्र से जुड़ा होता है तो उच्च उत्पादन स्तर का मतलब होगा कि संधारित्र को R1 के माध्यम से चार्ज किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक समय निरंतर R1C के साथ घातीय ढलान होगा। जब आउटपुट कम हो जाता है, तो संधारित्र को बहुत कम प्रतिरोध के माध्यम से छुट्टी दे दी जाएगी और ढलान अधिक स्थिर हो जाएगा। आपको यह अंतर CMOS गेट्स के साथ नहीं मिलेगा, जिसमें सममित स्रोत / सिंक क्षमताएं हैं।

ट्रांजिस्टर संस्करण का इनपुट उच्च होने पर (एक छोटा) करंट भी खींचेगा। सीएमओएस संस्करण में केवल एक छोटा रिसाव चालू होगा जब उच्च और निम्न दोनों।

कुल मिलाकर एकीकृत लॉजिक गेट विजेता है।

Comments

मैं निश्चित रूप से यहां भ्रमित हो सकता हूं, लेकिन एक एनपीएन चालू होता है जब बिजली की आपूर्ति गेट से की जाती है और बिजली की आपूर्ति होने पर एक पीएनपी बंद हो जाता है। यह संकेत प्रवर्धन के लिए एक NPN का उपयोग करने के लिए समझ में आता है, लेकिन यह संकेत को उलटने का कारण नहीं होगा। विचार?

— मैट रूवे

गेट्स MOSFETs के लिए हैं, न कि BJTs के लिए। एनएफईटी चालू करते हैं और पीएफईटी बंद हो जाते हैं। लेकिन आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि स्रोत ठीक से जुड़ा हुआ है। NPN और PNP BJTs हैं और उन्हें सही तरीके से काम करने के लिए कुछ और गणित की आवश्यकता होती है

— ajs410

जब NXP की बात आती है तो आपके पास बहुत कम जगह होती है। समय, फैन-इन, फैन आउट, इनपुट शोर मार्जिन, ग्लिच आदि जैसे अवरोध हैं। उस स्थिति में ट्रांजिस्टर का उपयोग करना आसान है। सिर्फ इसलिए कि आपकी उन अड़चनों ने ताला नहीं लगाया।

— स्टैंडर्ड सैंडुन

@Matt - ने मेरे उत्तर को संपादित किया।

— स्टीवन्वह

@sandundhammika, यदि आप अपना स्वयं का निर्माण करते हैं, तो आपके पास अभी भी प्रशंसक-आउट और शोर मार्जिन (प्रशंसक यहाँ मौजूद नहीं है) पर सीमाएं हैं। लेकिन आपको अपने लिए गणना करनी होगी कि वे सीमाएँ क्या हैं। यदि आप ऑफ-द-शेल्फ गेट का उपयोग करते हैं, तो आप पता लगाने के लिए डेटाशीट पढ़ सकते हैं। इसके अलावा, बिजली की खपत (एक और विशिष्ट प्रणाली की कमी) ऑफ-द-शेल्फ गेट के लिए बहुत बेहतर होने की संभावना है।

— फोटॉन

Answer 2

हां, यह एक एकल ट्रांजिस्टर और रोकनेवाला के साथ पूरा किया जा सकता है, लेकिन डिजिटल सिग्नलों को पलटने के लिए विशेष रूप से डिजाइन किए गए चिप्स हैं। विचित्र रूप से पर्याप्त, उन्हें इनवर्टर कहा जाता है । उदाहरण के लिए, 74HC04 देखें। यह आपको एक ही 14 पिन पैकेज में छह अलग-अलग इनवर्टर देता है। छोटे SOT-23 पैकेज में सिंगल इनवर्टर (और अन्य छोटे लॉजिक गेट) भी उपलब्ध हैं, जो एक ही पैकेज है जो व्यक्तिगत ट्रांजिस्टर आते हैं।

अपने स्वयं के इन्वर्टर बनाने की कोशिश करने के लिए बहुत कम कारण है, लेकिन हां, यह संभव है।

टिप्पणी के जवाब में जोड़ा गया:

जैसा कि मैंने कहा, एक एकल द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग सरल इन्वर्टर के लिए आधार के रूप में किया जा सकता है। कम से कम, आपको ट्रांजिस्टर और बेस रेसिस्टर की आवश्यकता होती है। पूर्णता के लिए मैं एक आउटपुट लोड रोकनेवाला भी जोड़ूंगा, जिसे आपको मान लेना चाहिए जब तक कि आपको पता न हो कि जो कुछ भी आउटपुट से जुड़ा होगा वह आवश्यक लोड प्रदान करेगा। विशेष रूप से एक PNP ट्रांजिस्टर के बारे में कुछ भी जादू नहीं है। एक NPN भी इस्तेमाल किया जा सकता है। यहां बताया गया है कि प्रत्येक का उपयोग कैसे किया जाएगा:

ध्यान दें कि प्रत्येक में 4 कनेक्शन हैं: पावर, ग्राउंड, इनपुट और आउटपुट। दोनों के बीच अंतर यह है कि यह किस दिशा में इनपुट को लोड करता है और किस दिशा में आउटपुट सक्रिय रूप से लोड द्वारा निष्क्रिय बनाम खींचा जाता है। यदि आप इन मुद्दों की परवाह नहीं करते हैं, तो दो सर्किट कार्यात्मक रूप से समतुल्य हैं।

हालांकि, यह आसान है:

यह तेज भी है, कम स्थिर राज्य शक्ति लेता है, उच्च गति प्रतिबाधा है, और छोटा है। यह वही चार कनेक्शन है जो इनवर्टर ऊपर करते हैं। इस तरह के सिंगल गेट एसओटी -23 पैकेज में उपलब्ध हैं, जो एक ही पैकेज है जो एकल ट्रांजिस्टर आते हैं। इसके लिए केवल एक बाहरी भाग, बाईपास कैप की आवश्यकता होती है। इसके लोड रेज़र की ज़रूरत नहीं है क्योंकि इसका आउटपुट सक्रिय रूप से दोनों तरह से ड्राइव करता है।

वास्तव में, डिजिटल संकेतों के सामान्य inverting के लिए, अपने स्वयं के इन्वर्टर बनाना सामान्य अनुप्रयोगों के लिए मूर्खतापूर्ण है।

योजनाबद्ध ड्राइंग के बारे में अलग विषय:

स्क्रिप्ट वास्तव में सिर्फ तीन लाइनें हैं। यहाँ पूरी फाइल है:

@ तो बंद
रेम
MAKE_SCHEM_GIF
रेम
रेम कच्चे ईगल उत्पादन से एक अच्छी तरह से फ़िल्टर्ड योजनाबद्ध जीआईएफ फ़ाइल बनाता है
rem /temp/a.tif। परिणामस्वरूप GIF फ़ाइल /temp/b.gif होगी, और होगी
रेम ग्रे स्केल।
रेम
image_filter /temp/a.tif /temp/b.img -shrink 5
image_copy /temp/b.img /temp/b.gif -form -gray
image_disp /temp/b.gif -zoom 1 -देव माध्यम

यह एक बहुत ही विशिष्ट एक-बंद स्क्रिप्ट है, लेकिन उद्देश्य के लिए पर्याप्त रूप से काम करता है। ईगल में मैं छवि फ़ाइल \ temp \ a.tif के लिए योजनाबद्ध निर्यात करता हूं, स्क्रिप्ट चलाएं जो \ temp \ b.gif बनाती है। छवि निर्यात के लिए ईगल सेटिंग 600 डीपीआई और मोनोक्रोम हैं। वास्तव में, यही सब कुछ है। यह शायद अधिक जटिल ध्वनि है।

Comments

@MattRuwe यह "पर्याप्त" होगा, लेकिन ओलिन का कहना है कि एक समर्पित चिप बेहतर करेगी (वृद्धि और गिरने का समय अधिक सममित होगा)। एक PNP Vdd के लिए "पुल अप" कर सकता है, लेकिन PNP को आउटपुट के फ्लोट होने पर आपको इसे वापस खींचने के लिए कुछ चाहिए। यह "कुछ" इसके प्रतिबाधा के आधार पर वृद्धि / गिरावट के समय में विषमता पैदा करेगा।

— ajs410

गोत्चा, समझ में आता है

— मैट रूवे

कैसे अपने योजनाबद्ध लग रहा है मेरा से अधिक सुंदर? :-)

— स्टीवनव

@stevenvh: होना चाहिए क्योंकि मैं सिर्फ बेहतर हूँ। गंभीरता से, हालांकि, मैं ईगल का उपयोग करता हूं और कुछ देखभाल करता हूं। ईगल में ड्राइंग करने के बाद, मैं एक छवि फ़ाइल में 600 डीपीआई पर योजनाबद्ध निर्यात करता हूं, फिर एक स्क्रिप्ट चलाएं जो इसे 5x फ़िल्टर और सिकोड़ती है और एक ग्रे स्केल जीआईएफ फ़ाइल का परिणाम लिखती है। यह परिणाम पिक्सेल कलाकृतियों के बिना एक उचित आकार बनाता है। यह लाइनों को थोड़ा फजी बनाता है, जो अलियासिंग और दृश्यमान पिक्सेलेशन न होने के लिए व्यापार है।

— ओलिन लेथ्रोप

@abdullah: जवाब देने के लिए इसके अलावा देखें।

— ओलिन लेट्रोप

Answer 3

यहां कुछ प्रतिरोधक मान दिए गए हैं जो CMOS संकेतों के लिए काम करते हैं:

मुझे यह धागा मिला क्योंकि मैं एक पुराने "एलसीडी डिजिटल बैकपैक" को एक अरुडिनो को तार करना चाहता था। Arduino सकारात्मक सीरियल सिग्नल डालता है, और डिजिटल बैकपैक उल्टे सिग्नल चाहता है। एलसीडी नियंत्रक के नए संस्करण में एक उलटा / गैर-उल्टा जम्पर है, लेकिन मेरा नहीं है। इसी तरह, सॉफ्टवेयर के माध्यम से उल्टे सीरियल सिग्नल उत्पन्न करना संभव है, लेकिन इसमें एक गैर-मानक लाइब्रेरी चलाना शामिल है। मैं मानक Serial.writeकमांड का उपयोग करना चाहता था ।

मैंने शुरू में एक इन्वर्टर के रूप में 4001 CMOS क्वाड क्वाड गेट में 4 NOR में से एक को वायर्ड किया था, लेकिन यह कि मेरी ब्रेडबोर्ड पर बहुत सारे कमरे हैं, और चूंकि आप सभी अप्रयुक्त इनपुट को जमीन पर बाँधने वाले हैं, इसमें बहुत सारे शामिल हैं तारों। (मुझे लगता है कि मुझे पैकेज पर 14 पिंस के सभी लेकिन 3 को जोड़ने की जरूरत है; सब कुछ लेकिन 3 अप्रयुक्त NORS पर आउटपुट।)

मैं एक सरल-से-तार समाधान चाहता था। मैंने @stevenvh द्वारा प्रदान किए गए सर्किट का उपयोग किया।

यहां लिंक किया गया:

मैं 9600 बॉड पर 5V CMOS तर्क के साथ काम कर रहा हूं, इसलिए इनपुट प्रतिबाधा बहुत अधिक है / वर्तमान बहुत कम है। चूंकि मैं केवल 9600 बॉड पर स्विच कर रहा हूं, इसलिए मुझे नहीं लगता कि ट्रांजिस्टर आधारित इन्वर्टर का असममित व्यवहार मुझे बहुत परेशान करता है।

मैंने पाया कि इनपुट पर 100K अवरोधक (स्टीवनव के आरेख में आर 2) ने काम किया, और आर 1 पर पुल-अप रोकनेवाला के रूप में 3.3k रोकनेवाला का उपयोग किया। मेरी गणना के आधार पर (I = V / R, 5/3300) यह सेटअप चालू स्थिति में <= 1.5 mA को आकर्षित करेगा (ट्रांजिस्टर के आंतरिक प्रतिरोध के कारण कुछ हद तक कम।) मैं एक पॉट को हुक कर सकता हूं और देख सकता हूं कि कितना बड़ा है। एक रोकनेवाला मैं अभी भी एलसीडी के साथ एक संकेत प्राप्त कर सकते हैं दूर हो सकता है।

Answer 4

यहाँ है कि आप इसे CMOS तरीके से कैसे करते हैं:

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

जब तक आप गेट ब्रेकडाउन वोल्टेज की तुलना में कम है, तब तक बिजली रेल वोल्टेज आपको जितना चाहे उतना ऊपर जा सकता है।