Tampon numérique-Parfois, un circuit peut avoir besoin d’isoler les portes logiques d’un circuit sans recourir à un inverseur. C’est là qu’un tampon numérique présente des avantages. Non seulement il offre des capacités d’isolation, mais il augmente également la puissance du signal du circuit. Il s’agit d’une approche efficace puisqu’elle garantit une performance optimale du circuit. En général, ils transfèrent également la tension d’un circuit à un autre. Comprendre un tampon numérique est le but, et sa fonctionnalité peut sembler écrasante. Chez WellPCB, nous vous guiderons dans la bonne direction vers les tampons numériques. Alors, commençons !
Que sont les tampons numériques ?
(Symbole de tampon numérique)
Source : Wikimedia Commons
Un tampon numérique, également appelé tampon de tension, sert d’élément de circuit électronique. En général, il isole les sources d’entrée et de sortie l’une de l’autre. Au cours du processus d’isolation, un tampon de tension applique une tension correspondant à sa tension d’entrée. Il peut également soustraire une tension du circuit. Par conséquent, un courant minimal circule à travers lui sans interférer avec le circuit principal, le préservant ainsi de tout dommage. Généralement, ils nécessitent un faible niveau de tension, idéalement à 0V ou 5V.
(Image montrant un relais)
De plus, cela permet d’éviter que la source du signal ne change à travers des charges, telles que des lampes, des relais et des solénoïdes. Les tampons numériques fournissent également des capacités de contrôle de transmission de données en marche et à l’arrêt pour des applications courantes comme les registres, les flip flops et les pilotes de bus, ce qui les rend extrêmement importants. Ils consistent en des bornes de sortie qui délivrent un signal haut ou bas, en fonction de sa valeur d’entrée.
Pourquoi devrions-nous utiliser un tampon numérique ?
(Un tampon numérique transfère la tension d’un circuit à un autre).
Les tampons numériques transmettent la tension d’une impédance de sortie élevée au second circuit avec une faible impédance d’entrée. Cela permet d’éviter que la haute impédance ne perturbe le circuit principal. En outre, il augmente la capacité de courant, ce qui permet aux transistors de commutation de fonctionner plus efficacement.
Types de tampons numériques
Il existe actuellement deux principaux types de tampons numériques : un tampon à tension d’entrée unique et un tampon numérique à trois états.
Tampon à tension d’entrée unique
Les tampons à tension d’entrée unique n’effectuent pas d’inversion ou de modification du signal d’entrée. Il en existe deux types : le tampon inverseur et le tampon non-inverseur.
Tampon inverseur
Un tampon inverseur se configure dans un état opposé à la source d’entrée. Par exemple, il mettra l’entrée à l’état haut si la sortie est à l’état bas. Les applications courantes d’un inverseur comprennent les machines à états, les décodeurs et divers autres dispositifs numériques.
Tampon non inverseur
Comme son nom l’indique, un tampon non inverseur n’effectue pas d’inversion. Dans ce cas, son entrée reçoit une tension HAUT ou BAS et sort sa valeur. L’entrée détermine si la borne de sortie délivre ou non une valeur HIGH ou LOW. Dans cette condition, la sortie prend une valeur aussi élevée que celle de l’entrée.
Tampon numérique à trois états
Le tampon à trois états, qui sert de commutateur de contrôle d’entrée, coupe électroniquement la sortie du circuit d’entrée. Cela se produit par le biais de sa broche d’entrée de signal de validation ou d’une commande externe. En effet, le signal de commande agit comme un signal logique 0 ou logique 1, plaçant le tampon à trois états dans un état où la sortie fonctionne normalement. Il peut également entrer dans un autre état qui déconnecte ou bloque sa sortie.
Ensuite, la sortie se déconnecte alors qu’elle se trouve dans le troisième état, ce qui entraîne l’ouverture du circuit. Par conséquent, la sortie n’est pas trop haute ou trop basse. Au lieu de cela, elle produit une impédance élevée, appelée HIGH-Z ou HI-Z, qui ne réagit pas au signal d’entrée. En fait, le courant provenant de la source d’alimentation est toujours bloqué.
Les trois types de tampons numériques à trois états sont également décrits en détail ci-dessous :
Tampon numérique à trois états efficace à niveau élevé
Une fois qu’un signal positif élevé est appliqué à la broche enable, la broche output est connectée à la broche input. Cela déclenche un tampon à trois états efficace à niveau élevé.
L’application d’un niveau électrique bas ou d’un signal négatif à la broche enable entraîne la déconnexion de l’extrémité de sortie de l’extrémité d’entrée. Il est ensuite défini sur l’ état HI-Z, ce qui force la sortie à ne pas répondre à l’entrée. Dans le même temps, la sortie est configurée pour être ouverte.
Tampon numérique à trois états efficace à faible niveau électrique
La sortie est connectée à l’entrée dans un tampon à trois états valide à faible niveau. En outre, cela se produit après l’application d’un signal bas ou négatif à la broche enable. Toutefois, l’application d’un niveau électrique élevé ou d’un signal positif à la broche enable produit des effets différents. Ceci est dû au fait que la sortie est coupée de l’entrée. Ensuite, la sortie entre dans l’ état ouvert tout en maintenant l’ état de résistance élevée.
Tampon numérique triphasé inverse
Les broches gate et enable sont utilisées comme non-portes logiques pendant une mise en mémoire tampon à trois états valide. L’application d’un niveau électrique élevé ou d’un signal positif à la broche enable active celle-ci. Après cela, il fonctionnera comme une porte logique ordinaire. Dans ce cas, la sortie est inversée par rapport à l’entrée. Si la broche peut recevoir un niveau électrique bas ou un signal négatif, la sortie est configurée en état de marche ou de résistance élevée.
Quel est le but de la porte tampon?
( image représentant le symbole de porte tampon )
Source & # 160; : Partage wiki
Le rôle de la porte tampon consiste à amplifier le signal du circuit. Pour ce faire, il augmente la capacité de courant des signaux faibles en leur fournissant une capacité d’entraînement de charge. En général, un circuit tampon contient un triangle sans bulle d’inverseur à l’extrémité de sortie. L’extrémité de sortie de la voie ouverte de l’ électrode collecteur peut également former un tampon. Un signal analogique, tel qu’un capteur, peut être connecté à une entrée numérique via sa porte.
Quelle est la différence entre un tampon et un onduleur?
( exemple de convertisseur sur un circuit )
Source & # 160; : Partage wiki
L’inverseur effectue le processus inverse entre le signal d’entrée et le signal de sortie du circuit. Par exemple, lorsque l’entrée est configurée avec un niveau électrique bas, elle définit la sortie sur un niveau électrique élevé. Lorsque l’entrée est définie sur haut niveau, elle force la sortie à bas niveau. Dans le même temps, le tampon augmente légèrement l’intensité du signal.
Application d’un tampon numérique
Circuit de commande : Pour les métros, les avions et les procédés de fabrication.
( les tampons numériques sont courants dans le métro )
Circuit de mesure de température : Les chaudières et les avions volant dans les régions froides sont des exemples de circuits de mesure de la température.
( la chaudière contient un tampon numérique pour mesurer la température )
Circuit de déformation : Ces mesures ont permis de détecter des défauts dans les ailes des avions, les ponts et les poutres de construction.
( un tampon numérique peut aider à mesurer les défauts trouvés sur l’aile de l’avion. )
Résumé & # 160 ;
En général, les régulateurs de tension transfèrent la tension d’une impédance élevée à un autre circuit à faible impédance. En outre, il augmente le signal du circuit en effectuant un zoom avant. L’un des principaux objectifs est d’isoler les sources d’entrée et de sortie du circuit. En fait, la tension diminue ou correspond à l’entrée. Cela permet de laisser passer le courant le plus faible tout en protégeant le circuit principal. En outre, les tampons numériques sont essentiels pour les registres car ils permettent de contrôler la transmission des données par commutation.
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