當(dāng)今,隨著電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用,邏輯門電路的應(yīng)用已經(jīng)步入了一個(gè)全新的數(shù)字時(shí)代,數(shù)字式儀表、數(shù)字電視、數(shù)據(jù)通訊、數(shù)字控制裝置和工業(yè)邏輯系統(tǒng)等無不是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的,數(shù)字技術(shù)和數(shù)字電路的廣泛應(yīng)用已成為現(xiàn)代電子技術(shù)高度發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。在家用電器中,如照相機(jī)、微波爐、錄像機(jī)、VCD、DVD、電視機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)等,都已局部或全部實(shí)現(xiàn)了信息的數(shù)字處理。在電影放映設(shè)備中。無論是電影院座機(jī)的立體聲設(shè)備,還是電影放映機(jī)的擴(kuò)音機(jī)和氙燈電源,都不同程度地采用了數(shù)字技術(shù)。非膠片全數(shù)字電影放映機(jī)已經(jīng)面世。因此學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字邏輯電路的基礎(chǔ)知識(shí)。弄清弄懂?dāng)?shù)字信息處理設(shè)備的工作原理,對(duì)從事影視技術(shù)應(yīng)用工作的同志來講是十分必要的。
一、數(shù)字邏輯門電路的基礎(chǔ)知識(shí)
數(shù)字電路傳輸和處理的是數(shù)字信號(hào),數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)不同,模擬信號(hào)是連續(xù)變化的信號(hào),而數(shù)字信號(hào)在時(shí)間上和數(shù)值上都是不連續(xù)的,是斷續(xù)變化的離散信號(hào)。數(shù)字信號(hào)往往采用二進(jìn)制數(shù)表示,數(shù)字電路的工作狀態(tài)則用“1”和“0”表示。
1、與門由兩個(gè)開關(guān)(A、B)相串聯(lián),通過一個(gè)電池和一個(gè)燈(F)連成的邏輯電路。只有當(dāng)A與B都接通(即A=B=1)時(shí),燈才亮(F=1),因而通常稱為“與”電路。
2、“或”門是一個(gè)由兩個(gè)開關(guān)(A、B)并聯(lián),通過一個(gè)電池與燈(F)連成的邏輯電路。當(dāng)開關(guān)A或B任何一個(gè)接通或者兩個(gè)都接通時(shí),燈就亮,敬稱之為“或”電路。
3、“非”門電路由聯(lián)動(dòng)開關(guān)組成。聯(lián)動(dòng)開關(guān)有兩個(gè)觸點(diǎn),任一個(gè)接通,另一個(gè)就斷開,當(dāng)A接通時(shí),A斷開,電燈就不亮。若A斷開,則A接通,電燈就亮。
在數(shù)字電路中。門電路不是用有觸點(diǎn)的開關(guān),而是用二極管和三級(jí)管組成。常用的是各種集成門電路門電路的輸入和輸出都是用電位的高低來表示的,而電位的高低則用1和0來區(qū)別,高電位為1,低電位為0,稱為正邏輯系統(tǒng)。若高電位為0,低電位為1,為負(fù)邏輯系統(tǒng)。
二、數(shù)字邏輯門電路來控制的靜音及話筒電路
邏輯門電路是構(gòu)成數(shù)字電路的基本邏輯單元,掌握各種門電路的邏輯功能和電氣特性。對(duì)于正確分析和使用數(shù)字集成電路是十分必要的。K90型電影放映擴(kuò)音機(jī),是為井岡山105型電影放映機(jī)配套而設(shè)計(jì)的單聲道高保真全集成電路的擴(kuò)音設(shè)備,機(jī)中靜音和話筒電路的輸出就是由數(shù)字邏輯門電路來控制的。
k90型電影放映擴(kuò)音機(jī)靜音及話筒控制的實(shí)際電路。門電路由CD40106BCD4013B CD4013B三塊集成電路組成。CD40106B內(nèi)部有6個(gè)“非”門電路,CD4013B內(nèi)部有2個(gè)D主從型觸發(fā)器,CD4011B內(nèi)部有4個(gè)“與非”門電路。電路中只利用了3個(gè),并把輸入端連接起來,當(dāng)“非”門使用。CD40106B CD4013B CD4013B三塊集成電路的15腳接正15伏電壓。腳接地。
靜音時(shí),門電路CD4013B的腳輸出高電平,三極管1V1導(dǎo)通,將電子開關(guān)TC91 52的腳對(duì)地短路,切斷信號(hào)。取消靜音時(shí),門電路CD4013B的④腳輸出低電平,三極管lVl截止。電子開關(guān)TC9152接通信號(hào)。
話筒信號(hào)插入時(shí),門電路CD4013B的腳輸出高電平,使三極管4V2導(dǎo)通,繼電器4K1工作,觸點(diǎn)4K1(1)、4K1(2)斷開。話筒信號(hào)經(jīng)4N1、4N2兩極運(yùn)放放大后與其他信號(hào)一起在頻率電路混合,最后經(jīng)功放輸出。門電路CD4013B的腳輸出低電平時(shí)。4V2截止,4K1停止工作,4K1(1)、4K1(2)閉臺(tái),4N1、4N2兩級(jí)運(yùn)放的輸出信號(hào)被對(duì)地短路,功放無話筒信號(hào)輸入。
雙D主從型觸發(fā)器,S為D主從型觸發(fā)器,S為置位端。R為復(fù)位端。D為數(shù)據(jù)輸入端,CP為時(shí)鐘脈沖輸入端。Q為輸出端。從真值表中可以看出,當(dāng)R端S端為低電平時(shí),觸發(fā)器的狀態(tài)由D端和CP端的電位高低來決定。D端為低電平時(shí),CP端無信號(hào)輸入觸發(fā)器仍保持0態(tài),即Q:0,Q:1:D端為高電平時(shí)。CP端輸入脈沖信號(hào),觸發(fā)器就翻轉(zhuǎn)為1態(tài),即Q:1,Q:0。當(dāng)R端為高電平、S端為低電平時(shí),無論D、CP端的電平高低,觸發(fā)器都保持0態(tài)。當(dāng)R端為低電平、S端為高電平時(shí),無論D、CP端的電平高低,觸發(fā)器都翻轉(zhuǎn)為1態(tài)。
數(shù)字邏輯電路不僅在電影放映設(shè)備中得到充分應(yīng)用,在電視機(jī)、錄像機(jī)VCD、DVD中的應(yīng)用就更為廣泛。數(shù)字化彩色電視機(jī)的視頻、音頻、色度、掃描等電路。均采用了數(shù)字技術(shù),使用的數(shù)字模塊也越來越多。VCD、DVD機(jī)中,激光頭拾取的光電信號(hào)的處理。視盤架的進(jìn)倉、換位,主軸的運(yùn)行,激光頭的進(jìn)給、聚焦、循跡,音頻信號(hào)的處理轉(zhuǎn)換,幕顯示及控制,鍵掃描數(shù)據(jù)的處理,也都離不開數(shù)字邏輯電路。這些數(shù)字集成電路規(guī)模較大,工作原理十分復(fù)雜,但是,任何復(fù)雜的集成電路,都是由若干數(shù)量的基本單元數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的,其最基本單元的數(shù)字邏輯電路的工作原理亦不外乎前面介紹的那些。因此。熟練掌握數(shù)字邏輯電路的基本知識(shí),就具備了分析理解大規(guī)模集成電路的基本功。