V tomto díle se tedy podíváme na to, jak na sebe hradla napojovat, kolik jich můžeme připojit k sobě, jak z hradla NAND vytvořit negaci. A taky se podíváme na to, kdy se hradlo překlápí a při jakých hodnotách překlápí.

Díl v pořadí již 18. začneme překlápěcí charakteristikou hradla. A hned začneme schématem a zapojením.

Ze schématu vidíme, že budeme potřebovat dva voltmetry, ale ne každý je má, takže na výstup hradla místo voltmetru připojíme diodu. Tak, jak je to na fotografii.

Začneme s potenciometrem stočeným k nule. A postupně budeme sledovat výstup, tedy diodu, a jakmile dioda začne pohasínat, budeme kontrolovat i napětí, při kterém se obvod překlápí. Většinou se obvody překlápí kolem úrovně 1,5 V. A proč se o tom bavím? No třeba kdybyste chtěli na vstup připojit výstup nějakého analogového zařízení. Optimální je ale držet se s hodnotami log. 0 do 0,8 V a s log. 1 na 2,4 V. Mezi nimi je zakázané pásmo, do kterého byste se neměli dostat.

Ještě bychom si měli změřit výstupní napětí hradla. Jak při logické nule, tak při logické jedna. A sledovat, jak se napětí mění při točení potenciometrem. Pokud máte dva voltmetry, je to jen výhoda.

Ještě bych doplnil jednu podstatnou věc. Když se hradlo překlápí, tak se na moment zvýší jeho spotřeba. To si ostatně můžete vyzkoušet, když na napájení hradla zapojíte ampérmetr. Proto je třeba, aby na vstup hradla vcházely signály s co nejstrmější hranou. Tedy aby změny z log. 1 na log. 0 a naopak byly opravdu skokové, a ne plynulé.

NOT z NAND

Ale pryč daleko od potenciometru, kterým se dlouho zabývat nebudeme, zpět k 7400. Jak již víme, je to hradlo NAND a vytváří nám na výstupu negaci součinů. Tabulka tedy vypadá takto:

Pokud ale spojíme oba vstupy k sobě, tak nám dvě možnosti zaniknou, viz tabulka:

Máme tedy vlastně jen jednu vstupní proměnou, tak tabulku ještě trochu upravíme a dostáváme tabulku pro logikou negaci.

Máme tedy z hradla invertor. Hradlo 7400 se takto zapojené opravdu používá, někdy tak lze dosáhnout snížení počtu hradel či zjednodušení návrhu logického sytému. Často se této možnosti využívá také kvůli tomu, že potřebná hradla nemáme, a tak je nahrazujeme všude přítomnými 7400. Spojených vstupů jsme využili již při měření převodní charakteristiky.

Spojování hradel k sobě

Na výstup jednoho běžného hradla můžeme připojit až 10 vstupů hradel. Tomu se říká logický zisk, hradlo 7400 má tedy logický zisk 10N. Potom jsou tu ale hradla výkonová, někdy se jim říká buffery, na jejich vstupy lez připojit 20 nebo 30 vstupů jiných hradel. Hradla se na sebe napojují přímo, neoddělují se odpory ani ničím podobným, pokud tedy chcete vytvořit nějakou logickou funkci, stačí vám pouze hradla a vodiče. Zapojení tedy může vypadat jako to na fotografii. Zde je využito pouze hradel NAND a je z nich sestavena ekvivalence.

Dioda na výstupu tedy bude svítit, pokud budou oba dráty připojeny k nule nebo k jedničce. Pokud bude každý připojen jinak, dioda bude zhaslá.