3-stateIn elettronica digitale three state definisce lo stato di alta impedenza (floating) dell'uscita; è indicato anche col termine Z. Quando la porta si trova in uno stato di alta impedenza, l'uscita è come se fosse sconnessa da tutto il circuito. Tipiche situazioni si verificano con circuiti con uscita 3-state o Open Collector (quest'ultima quando l'uscita è H). Lo stato di 3-state normalmente richiede una opportuna attivazione (vedi figura). |
Absolute Maximum RatingsDefinisce i valori massimi di tensione, corrente, temperatura, dissipazione di potenza ecc. che non dovrebbero essere mai superati ; in caso contrario può presentarsi il problema del deterioramento o della distruzione del componente. Questi valori si trovano nei datasheet di ogni componente e vanno presi in attenta considerazione ogni qualvolta si voglia utilizzare usare quel determinato componente. |
BusIl BUS è un canale di comunicazione condiviso che permette ai dispositivi di scambiare informazioni e dati. A una linea del bus sono collegati più trasmettitori e/o più ricevitori. |
DRIVERIl driver (pilota) invia il segnale di output al carico. Per avere un buon interfacciamento bisogna dimensionare la resistenza del driver: per quello di tensione la Rdriver deve essere molto minore della Rload, per quello di corrente la Rdriver deve essere molto maggiore della Rload e per quello di potenza la Rdriver deve essere circa uguale alla Rload. Le resistenze di uscita per il driver possono essere calcolate con il teorema di Thevenin. |
Famiglia logicaIn elettronica digitale una famiglia logica è un gruppo di integrati realizzati con le stesse tecnologie e compatibili elettricamente fra loro. Tutti i componenti appartenenti alla stessa famiglia logica possono essere collegati l'uno con l'altro direttamente, senza problemi di interfacciamento. Al contrario gli elementi appartenenti a famiglie logiche diverse non sono di per sè compatibili e potrebbero richiedere circuiti di interfacciamento. [CANNISTRACI] |
Fan OutIl Fan-Out è il numero massimo di porte logiche che possone essere collegate alla sua uscita; si considera il valore più basso tra i due calcolati negli stati L e H. Formula:
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FloatingSi definisce floating un segnale di ingresso a cui non è collegato nulla, ovvero senza alcun riferimento di tensione, sono soggetti a captare qualsiasi disturbo elettromagnetico o elettrostatico e quindi a commutare le loro uscite in modo casuale. E' dunque vietato lasciare un circuito floattante. |
I-sinkLa corrente entrante in una porta logica/stage è chiamata I-sink e per convezione nei datasheet è indicata con valori positivi,al contrario di quelli di I-source.
Nel circuito la corrente scorre dall'alimentazione verso la porta logica AND, quindi è detta corrente di sink. |
I-sourceL'I-source è una corrente uscente che viene erogata dall'uscita di una porta logica o di uno stage e assorbita dall'ingresso. Nei datasheet viene indicata con valori negativi,al contrario di quelli di I-sink.
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InterfacciamentoNel senso generale del termine, un'interfaccia è il punto, l'area o la superficie sulla quale due entità qualitativamente differenti si incontrano; la parola è anche utilizzata in senso metaforico per rappresentare la giuntura tra oggetti (eventualmente dello stesso tipo). Il termine interfacciameto viene spesso utilizzato nelle discipline tecniche con il significato di dispositivo fisico o virtuale che permette la comunicazione fra due o più entità di tipo diverso; ogni entità espone una sua faccia, con il suo particolare protocollo di comunicazione e il dispositivo viene interposto fra di esse. In tali discipline si utilizza spesso la forma inglese "interface" e la sua abbreviazione "i/f". Il verbo interfacciare significa interconnettere due o più entità in un punto comune o su un confine condiviso, oppure preparare una delle entità per una tale interconnessione. |
InterfacciareIl verbo interfacciare significa interconnettere due o più entità in un punto comune o su un confine condiviso, oppure preparare una delle entità per una tale interconnessione. Interfacciare significa creare un sistema che connette o rende compatibili due sistemi funzionanti con modalità diverse.
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LOADIl Load (carico) riceve il segnale di Input dal Driver. Per avere un buon interfacciamento bisogna dimensionare la RLoad in base al segnale: per quello di tensione la RLoad deve essere molto maggiore della RDriver, per quello di corrente la RLoad deve essere molto minore della RDriver e per quello di potenza la RLoad deve essere più o meno uguale alla RDriver. Per il dimensionamento delle resistenze di uscita è possibile utilizzare il teorema di Thevenin.Un driver può cambiare le sue prestazioni a seconda del carico.
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Margine di rumoreSi definisce margine di rumore il valore di tolleranza di una porta logica alle variazioni elettrico ed elettromagnetico. Esistono due margini di rumore, uno alto(high) e uno basso(low). Quello alto si calcola facendo: Vohmin-Vihmin; mentre quello basso si calcola facendo: Vilmax-Volmax. L'immagine in allegato mostra le caratteristiche statiche, quindi anche i margini di rumore, della porta logica TTL. |
Open collectorE' un output stage che non ha la struttura di pull-up; come conseguenza quest'ultima dovrà essere costruita esternamente. L'output stage senza carico si può portare in due stati: L oppure floating (detto anche alta impedenza e siglato Z o 3-state) L'open collector dà la possibilità di pilotare il carico a una tensione maggiore (o comunque diversa) dei classici 5V. L'open collector consente di collegare più uscite insieme in una configurazione chiamata "wired-AND" poiché basta che un'uscita si trovi allo stato L che la linea condivisa si porta a livello L.
[CINARDO] |
Output stageNel campo dell'elettronica digitale si può usare il seguente schema: dove l'output stage ha il compito di pilotare lo stadio successivo. Nell'output stage ci sono due strutture chiamate di pull-up e di pull-down. In base agli stati dell'interruttore e gli stati logici presente in uscita,ci sono 4 stati possibili per la struttura dell'output stage. Esiste anche un output stage detto open collector in cui è assente la struttura di pull-up. |
Potenza dissipata dagli ICLa potenza dissipata dagli integrati viene calcolata attraverso la formula P=Vcc*Icc, dove Icc è la corrente che attraversa la porta da Vcc verso Ground. Bisogna però considerare che il consumo varia a seconda dello stato dell'uscita, e perciò sui datasheet si troverà un valore IccH e un valore IccL. La media dei due valori viene appunto detta Icc.media= (IccH*IccL)/2 e viene utilizzata nella formula generale P.media = Vcc*Icc.media. |
Pull downIn questo caso il resistore viene detto di pull-down in quanto la sua funzione è quella di tirare giù la tensione verso zero (massa) quando lo switch è aperto. |
Pull-upLe resistenze di pull-up e pull-down sono usate nei circuiti elettronici per forzare un determinato stato logico in un punto, per eliminare fluttuazioni di corrente o ancora per evitare cortocircuiti quando si usano i pulsanti. Ad esempio, vediamo il caso più comune di applicazione di questa resistenza: Nella seguente figura, in uscita avremo lo stato logico HIGH senza premere il pulsante; al contario, premendo il pulsante, avremo lo stato logico LOW.
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Regole per un buon interfacciamentoPer poter parlare di buon interfacciamento il segnale che il driver vuole inviare al load deve arrivare così com'è. Per un buon interfacciamento in tensione la R di uscita del driver deve essere molto minore della R di uscita del load. Per un buon interfacciamento in corrente la R di uscita del driver deve essere molto maggiore alla R di uscita del load. Per un buon interfacciamento in corrente la R di uscita del driver deve essere circa uguale alla R di uscita del load. [CANNISTRACI] |
Segnale |
SottoFamigliaLe sottofamiglie sono miglioramenti delle porte logiche standard per ottenere migliori prestazioni in termini di velocità di commutazione delle porte e basso consumo di potenza. Dal punto di vista della velocità, le varie sottofamiglie si possono classificare nella seguente maniera, partendo dalle più veloci alle più lente. Veloci: AS, S, ALS. Lente: LS, STD. |
Totem-poleLa struttura totem-pole, in generale la sua uscita, permette di pilotare entrambi i livelli logici (H=1 e L=0) a differenza della struttura di open-collector, che garantisce solo il livello logico '0'. Il totem-pole quindi, permette di avere transizioni tra '0' e '1' (e viceversa) abbastanza veloci e di durata simili tra loro. |