વિદ્યુત સર્કિટમાં લોજિક ગેટ્સ

તર્ક તત્વો એ એવા ઉપકરણો છે જે ઇનપુટ અને આઉટપુટ મૂલ્યો વચ્ચે ચોક્કસ જોડાણ બનાવે છે. પ્રાથમિક તર્ક તત્વમાં બે ઇનપુટ અને એક આઉટપુટ હોય છે. તેમના માટેના સંકેતો અલગ છે, એટલે કે, તેઓ બે સંભવિત મૂલ્યોમાંથી એક લે છે - 1 અથવા 0. વોલ્ટેજની હાજરી ક્યારેક એક તરીકે લેવામાં આવે છે, અને તેની ગેરહાજરી ક્યારેક શૂન્ય તરીકે લેવામાં આવે છે. બુલિયન બીજગણિત-તર્કના બીજગણિતની વિભાવનાઓનો ઉપયોગ કરીને આવા ઉપકરણોની કામગીરીનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.

અલગ સિગ્નલો સાથે કાર્યરત ઉપકરણોને ડિસ્ક્રીટ કહેવામાં આવે છે. બુલિયન બીજગણિત-તર્કના બીજગણિતની વિભાવનાઓનો ઉપયોગ કરીને આવા ઉપકરણોની કામગીરીનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.

તર્કશાસ્ત્રના બીજગણિતના ફંડામેન્ટલ્સ

લોજિકલ ચલ એ એક ઇનપુટ મૂલ્ય છે જે ફક્ત બે વિરોધી મૂલ્યો લઈ શકે છે: x = 1 અથવા x = 0. લોજિકલ કાર્ય એ ઇનપુટ અને આઉટપુટ સિગ્નલ પરના આઉટપુટ મૂલ્યની અવલંબન છે, જે ફક્ત બે મૂલ્યો પણ લઈ શકે છે. : y = 1 અથવા y = 0. તાર્કિક ક્રિયા એ તાર્કિક કાર્ય અનુસાર તાર્કિક ચલો સાથે તાર્કિક તત્વ દ્વારા કરવામાં આવતી ક્રિયા છે.મૂલ્યો 1 અને 0 પરસ્પર વિરોધી છે (ઊંધી): 1 = 0, 0 = 1. આડંબરનો અર્થ છે નકાર (ઉલટું).

એવું માનવામાં આવે છે કે 0 • 0 = 0, 0 + 0 = 0, 1 — 0 = 0, 1 + 0 = 1, 1 • 1 = = 1, 1 + 1 = 1.

લોજિક બીજગણિતના સૂત્રોનું રૂપાંતર કરતી વખતે, વ્યુત્ક્રમ ક્રિયાઓ પ્રથમ કરવામાં આવે છે, પછી ગુણાકાર, ઉમેરા અને પછી અન્ય તમામ.

આ વિષય પર પણ જુઓ: સંપર્ક સર્કિટ બીજગણિતના કાયદા

મૂળભૂત લોજિકલ કામગીરીની અહીં ચર્ચા કરવામાં આવી છે: લોજિકલ ઉપકરણો

રિલે-સંપર્ક સર્કિટના સ્વરૂપમાં તર્ક તત્વો

તર્ક તત્વોને રિલે-સંપર્ક સર્કિટ (ફિગ. 1) ના સ્વરૂપમાં રજૂ કરી શકાય છે.

ચોખા. 1. મૂળભૂત તર્ક તત્વો (a) અને રિલે સંપર્ક સમકક્ષ (b)

જો આપણે ધારીએ કે બંધ સંપર્કો એક સિગ્નલને અનુરૂપ છે અને ખુલ્લા સંપર્કો શૂન્યને અનુરૂપ છે, તો તત્વ A ને કનેક્ટેડ સંપર્કો x1 અને x2 અને રિલે y તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. જો બંને સંપર્કો બંધ હોય, તો કોઇલમાંથી પ્રવાહ વહેશે, રિલે કાર્ય કરશે અને તેના સંપર્કો બંધ થશે.

OR ઘટકને સમાંતર રીતે જોડાયેલા બે NO સંપર્કો તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. જ્યારે તેમાંના પ્રથમ અથવા બીજા બંધ થાય છે, ત્યારે રિલે સક્રિય થાય છે અને તેના સંપર્કોને બંધ કરે છે જેના દ્વારા સિગ્નલ પસાર થશે.

એક નથી તત્વને એક NO સંપર્ક x અને એક NC સંપર્ક y તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. જો ઇનપુટ (x = 0) પર કોઈ સિગ્નલ લાગુ કરવામાં આવતું નથી, તો રિલે કામ કરતું નથી અને y ના સંપર્કો બંધ રહે છે, તેમના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે. જો તમે x સંપર્કો બંધ કરો છો, તો રિલે તેના સંપર્કો ચલાવશે અને ખોલશે, પછી આઉટપુટ સિગ્નલ શૂન્ય હશે.

અંજીરમાં. 2 એક સર્કિટ બતાવે છે જે OR — NOT ઓપરેશન કરે છે.જો કોઈપણ ઇનપુટ પર કોઈ સિગ્નલ લાગુ કરવામાં નહીં આવે, તો ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંધ રહેશે, તેમાંથી કોઈ પ્રવાહ વહેશે નહીં, અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત emf Uy = Uc, એટલે કે સમાન હશે. y = 1.

ચોખા. 2. લોજિકલ એલિમેન્ટની સ્કીમ અથવા — નહીં, લોજિકલ કામગીરી કરી રહી છે

જો ઓછામાં ઓછા એક ઇનપુટ પર વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો ટ્રાંઝિસ્ટરનો પ્રતિકાર ∞ થી ઘટીને 0 થઈ જશે અને વિદ્યુત ઉત્સર્જક-કલેક્ટર સર્કિટમાંથી વહેશે. સમગ્ર ટ્રાંઝિસ્ટરમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ શૂન્ય (Uy = 0) હશે. આનો અર્થ એ છે કે આઉટપુટ પર કોઈ સિગ્નલ નથી, એટલે કે, y = 0. તત્વની સામાન્ય કામગીરી માટે, સામાન્ય બિંદુની સાપેક્ષ બેઝ પોટેન્શિયલનું વિસ્થાપન બનાવવું જરૂરી છે, આ વિશિષ્ટ સ્ત્રોત Ucm દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. અને રેઝિસ્ટર Rcm. રેઝિસ્ટર R6 બેઝ એમિટર વર્તમાનને મર્યાદિત કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર, મેગ્નેટિક કોરો, ઇલેક્ટ્રોનિક લેમ્પ, ન્યુમેટિક રિલે પર બનેલા લોજિક તત્વો ખૂબ મોટા છે, તેથી જ હવે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેમાં લોજિકલ કામગીરી ક્રિસ્ટલ સ્તરે કરવામાં આવે છે.

સર્કિટમાં લોજિક ગેટનો ઉપયોગ કરવાના ઉદાહરણો

ચાલો કેટલીક ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ એસેમ્બલીઓ જોઈએ જે સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવમાં જોવા મળે છે. અંજીરમાં. 3a એ કોન્ટેક્ટર કોઇલ K નું સપ્લાય યુનિટ બતાવે છે.

ચોખા. 3. તર્ક તત્વો સાથે સર્કિટ નોડ્સ: 1 — 8 — ઇનપુટ અને આઉટપુટ નંબરો

જ્યારે KNP બટન દબાવવામાં આવે છે, ત્યારે લાઇનમાંથી પ્રવાહ વહે છે અને સંપર્કકર્તા સક્રિય થાય છે. તેના મુખ્ય સંપર્કો (ડાયાગ્રામમાં બતાવેલ નથી) મોટરને નેટવર્ક સાથે જોડે છે, અને K સંપર્કો, બંધ કરીને, KNP બટનને બાયપાસ કરે છે. વર્તમાન હવે આ સંપર્કોમાંથી વહેશે અને KNP બટનને રિલીઝ કરી શકાશે.સ્પ્રિંગની ક્રિયા હેઠળ, તે તેના સંપર્કો ખોલે છે, પરંતુ કોઇલ સંપર્કો K દ્વારા ઉર્જા પામવાનું ચાલુ રાખશે. જ્યારે KnS બટન દબાવવામાં આવે છે, ત્યારે લાઇન વિક્ષેપિત થાય છે અને સંપર્કકર્તા મુક્ત થાય છે.

આ નોડ લોજિકલ તત્વો પર એક્ઝિક્યુટ કરી શકાય છે. સર્કિટમાં કોન્ટેક્ટર K ની કોઇલ, KNP અને KNS બટનો, બે લોજિક તત્વો OR — NOT અને એમ્પ્લીફાયરનો સમાવેશ થાય છે. પ્રારંભિક સ્થિતિ x1 = 0 અને x2 = 0 છે, પછી તત્વ 1 ના આઉટપુટ પર આપણને y1 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1 મળે છે. તત્વ 2 ના આઉટપુટ પર — y5 = x3 + x4 = 1 + 0 = 0, t .is કોઇલ બંધ છે, રિલે કામ કરતું નથી.

જો તમે KnP દબાવો, તો પછી y1 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0. તત્વ 2 y5 = x3 + x4 = 0 + 0 = 1 ના આઉટપુટ પર. કોઇલમાંથી પ્રવાહ વહે છે અને સંપર્કકર્તા સક્રિય થાય છે. સિગ્નલ y2 ઇનપુટ x2 પર લાગુ થાય છે પરંતુ y1 આનાથી બદલાતું નથી કારણ કે y1 = x1 + x2 = 1 + 1 = 0. આમ સંપર્કકર્તા કોઇલ એનર્જાઇઝ્ડ થાય છે.

જો તમે KNS બટન દબાવો છો, તો બીજા એલિમેન્ટના ઇનપુટ પર x4 = 1 સિગ્નલ લાગુ થશે, પછી y2 = x3 + x4 = 0 + 1 = 0 અને સંપર્કકર્તા પ્રકાશિત થશે.

વિચારણા હેઠળનું સર્કિટ આદેશોને "યાદ રાખવા" માટે સક્ષમ છે: બટન છોડવામાં આવે તો પણ સિગ્નલ y2 યથાવત રહે છે.

સમાન મેમરી કાર્ય ફ્લિપ-ફ્લોપ સાથે પરિપૂર્ણ કરી શકાય છે. જો ઇનપુટ પર સિગ્નલ x1 = 1 લાગુ કરવામાં આવે છે, તો સિગ્નલ y = 1 આઉટપુટ પર દેખાશે અને જ્યાં સુધી આપણે KnS બટન દબાવીએ નહીં ત્યાં સુધી તે યથાવત રહેશે. ફ્લિપ-ફ્લોપ પછી સ્વિચ કરવામાં આવે છે અને આઉટપુટ પર સિગ્નલ y = 0 દેખાય છે. જ્યાં સુધી આપણે KNP બટન ફરીથી દબાવીએ નહીં ત્યાં સુધી તે યથાવત રહેશે.

અંજીરમાં. 3, b બે રિલે PB (ફોરવર્ડ) અને PH (રિવર્સ) ના વિદ્યુત અવરોધ માટે એક બ્લોક દર્શાવે છે, જે તેમની એક સાથે કામગીરીને બાકાત રાખે છે, કારણ કે આ શોર્ટ સર્કિટ તરફ દોરી જશે.ખરેખર, જ્યારે KnV બટન દબાવવામાં આવે છે, ત્યારે PB રિલે સક્રિય થાય છે, અને તેના સહાયક સંપર્કો ખુલે છે, અને KnN બટન દબાવવામાં આવે તો પણ PH કોઇલને એનર્જી કરી શકાતી નથી. નોંધ કરો કે અહીં બટનોના બંધ થતા સંપર્કોની કોઈ ચાલાકી નથી, એટલે કે, કોઈ મેમરી મોડ્યુલ નથી.

તાર્કિક તત્વો સાથેના સર્કિટમાં, જ્યારે આપણે પ્રથમ ઘટક પર KNV બટન દબાવીએ છીએ, ત્યારે આપણને x1 = 1, y2 = x1 = 0 મળે છે. બીજા તત્વ પર, y7 = x5 + x6 = y2 + x6= 0 + 0 = 1

રિલે PB સક્રિય થાય છે અને y7 સિગ્નલ એલિમેન્ટ 4 (y7 — x8 = 1) ના ઇનપુટ પર લાગુ થાય છે. તત્વ 3 (x2 = 0) ના ઇનપુટ પર કોઈ સંકેત નથી, પછી y4 = x2 = 1. ચોથા તત્વ પર: y10 = x8 + x9 = x8 + y4 = 1 + 1 = 0, એટલે કે PH રિલે કામ કરી શકતું નથી , ભલે KnN બટન દબાવવામાં આવે. પછી આપણને સમાન પરિણામ મળે છે: 10 = x8 + x9 = = x8 + y4 = 1 + 0 = 0.

અંજીરમાં. 3, c KnS બટન દબાવવાના કિસ્સામાં અથવા મર્યાદા સ્વીચ VK ના સંપર્કો ખોલવાના કિસ્સામાં રિલીઝ રિલે બતાવે છે. પ્રારંભિક સ્થિતિમાં તર્ક તત્વો સાથેના સર્કિટમાં y3 = x1 + x2 = 0 + 0 = 1, એટલે કે, રિલે કોઇલ એનર્જાઇઝ્ડ છે. જ્યારે તમે KnS બટન દબાવો છો, ત્યારે અમને y3 = x1 + x2 = 1 + 0 = 0 મળે છે અને રિલે રિલીઝ થાય છે.

અંજીરમાં. 3, d જ્યારે VK સંપર્ક બંધ હોય ત્યારે KNP બટન દબાવવાના કિસ્સામાં રિલે ચાલુ કરવા માટેનું ઉપકરણ બતાવે છે. સંપર્કોની સામાન્ય સ્થિતિમાં તર્ક તત્વો સાથેના સર્કિટમાં, આપણને y7 = NS6 = y6 = NS4 = y3 = x1x2 = 0 • 0 = 0 મળે છે. જો માત્ર KNP બટન દબાવવામાં આવે, તો y7 = x1x2 = 1 • 0 = 0. જો માત્ર VK સંપર્ક બંધ હોય તો y7 = = x1x2 = 0 • 1 = 0 જ્યારે KNP બંધ હોય અને VK આપણને y7 = x1x2 = 1 • 1 = 1 મળે છે. આનો અર્થ એ થાય કે રિલે સક્રિય થયેલ છે.

અંજીરમાં. 3, e બે રિલે P1 અને P2 માટે કંટ્રોલ સર્કિટ બતાવે છે.જ્યારે સર્કિટ પર વોલ્ટેજ લાગુ થાય છે, ત્યારે સમય રિલે PB સક્રિય થાય છે, લાઇન 3 માં તેના સંપર્કો તરત જ ખુલે છે. સર્કિટ કામગીરી માટે તૈયાર છે. જ્યારે KNP બટન દબાવવામાં આવે છે, ત્યારે રિલે P1 સક્રિય થાય છે, તેના સંપર્કો બટનને બાયપાસ કરીને બંધ થાય છે. લાઇન 2 પરના અન્ય સંપર્કો ખુલ્લા છે અને લાઇન 3 પર બંધ છે. રિલે PB રિલીઝ થાય છે અને તેના સંપર્કો સમય વિલંબ સાથે બંધ થાય છે, રિલે P2 સક્રિય થાય છે. આમ, KNP બટન દબાવ્યા પછી, રિલે P1 તરત જ સક્રિય થાય છે, અને P2 - થોડા સમય પછી.

તર્ક તત્વો સાથેના સર્કિટમાં, "મેમરી" નોડ ફ્લિપ-ફ્લોપ પર બનેલ છે. આઉટપુટ પર કોઈ સિગ્નલ ન હોવા દો (y3 = 0), રિલે P1 અને P2 ડી-એનર્જીકૃત છે. KNP બટન દબાવો, ટ્રિગર આઉટપુટ પર સિગ્નલ દેખાય છે. રિલે P1 સક્રિય થાય છે અને EV તત્વ સિંક્રનાઇઝ થવાનું શરૂ કરે છે.

જ્યારે સિગ્નલ y5 = 1 થાય છે, ત્યારે રિલે P2 સક્રિય થાય છે. જ્યારે તમે KnS બટન દબાવો છો, ત્યારે ટ્રિગર સ્વિચ થાય છે અને પછી y3 = 0. રિલે P1 અને P2 રિલીઝ થાય છે.

વધુ જટિલ સર્કિટ્સમાં તર્ક તત્વો સાથેની લાક્ષણિક એસેમ્બલીનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, અને આવા સર્કિટ રિલે-કોન્ટેક્ટર સાધનોના સર્કિટ કરતાં વધુ સરળ હોય છે.