डिजिटल बफर - वर्किंग, डेफिनिशन, ट्रुथ टेबल, डबल इनवर्जन, फैन-आउट

एक बफर चरण मूल रूप से एक प्रबलित मध्यवर्ती चरण है जो इनपुट वर्तमान को आउटपुट लोडिंग से प्रभावित हुए बिना आउटपुट तक पहुंचने की अनुमति देता है।

इस पोस्ट में हम यह समझने की कोशिश करेंगे कि डिजिटल बफ़र्स क्या हैं, और हम इसकी परिभाषा, प्रतीक, सत्य तालिका, लॉजिक 'नॉट' गेट का उपयोग करके डबल इनवर्जन पर एक नज़र डालेंगे, डिजिटल बफर फैन इन, ट्राई-स्टेट बफर, त्रि राज्य बफर स्विच बराबर, सक्रिय 'उच्च' त्रिकोणीय राज्य बफर, सक्रिय 'उच्च' त्रिकोणीय राज्य बफर, सक्रिय 'कम' राज्य त्रि राज्य बफर, सक्रिय 'कम' त्रिकोणीय राज्य बफर, त्रिकोणीय राज्य बफर नियंत्रण , त्रिकोणीय राज्य बफर डेटा बस नियंत्रण और अंत में हम आम तौर पर उपलब्ध डिजिटल बफर और त्रि राज्य बफर आईसीएस पर एक अवलोकन करेंगे।

पिछले पोस्टों में से एक में हमने तर्क 'नहीं' गेट के बारे में सीखा, जिसे डिजिटल इन्वर्टर भी कहा जाता है। एक गेट गेट आउटपुट हमेशा इनपुट के लिए पूरक होता है।

इसलिए, यदि इनपुट 'उच्च' है, तो आउटपुट 'कम' हो जाता है, अगर इनपुट 'कम' है तो आउटपुट 'उच्च' हो जाता है, इसलिए इसे इन्वर्टर कहा जाता है।

ऐसी स्थिति हो सकती है जहां आउटपुट को इनपुट से अलग या अलग करने की आवश्यकता होती है, या ऐसे मामलों में जहां इनपुट काफी कमजोर हो सकता है और रिले, या ट्रांजिस्टर आदि का उपयोग करके सिग्नल की ध्रुवीयता को प्राप्त किए बिना लोड को ड्राइव करने की आवश्यकता होती है। ऐसी स्थितियों में डिजिटल बफ़र्स उपयोगी हो जाते हैं और सिग्नल स्रोत और वास्तविक लोड ड्राइवर चरण के बीच बफ़र्स के रूप में प्रभावी रूप से लागू होते हैं।

ऐसा तर्क द्वार जो इनपुट के समान सिग्नल आउटपुट दे सकता है और मध्यवर्ती बफर चरण के रूप में कार्य करता है जिसे डिजिटल बफर कहा जाता है।

एक डिजिटल बफर खिलाया संकेत का कोई उलटा प्रदर्शन नहीं करता है और यह 'निर्णय लेने' वाला उपकरण नहीं है, जैसे तर्क 'नहीं' गेट, लेकिन इनपुट के समान आउटपुट देता है।

डिजिटल बफर का चित्रण:

उपरोक्त प्रतीक त्रिभुज की नोक पर 'ओ' के बिना तर्क 'नहीं' गेट के समान है, जिसका अर्थ है कि यह कोई उलटा प्रदर्शन नहीं करता है।

डिजिटल बफर के लिए बूलियन समीकरण Y = A है।

'Y' इनपुट और 'ए' आउटपुट है।

सच्ची तालिका:

तर्क 'नहीं' फाटकों का उपयोग कर डबल उलटा:

निम्नलिखित तरीके से दो तर्क 'गेट' का उपयोग करके एक डिजिटल बफर का निर्माण किया जा सकता है:

इनपुट सिग्नल को पहले बाएं हाथ की ओर के पहले NOT फाटक द्वारा उलटा किया जाता है और बाद में उल्टे संकेत को दाहिने हाथ की तरफ के अगले 'NOT' गेट से आगे उलटा कर दिया जाता है, जो आउटपुट को इनपुट के समान बनाता है।

क्यों डिजिटल बफर का उपयोग किया जाता है

अब आप अपना सिर खुजला रहे होंगे कि डिजिटल बफर क्यों मौजूद है, यह अन्य लॉजिक गेट्स की तरह कोई ऑपरेशन नहीं करता है, हम सिर्फ डिजिटल बफर को एक सर्किट से बाहर फेंक सकते हैं और तार का एक टुकड़ा जोड़ सकते हैं ……। सही? सचमुच में ठीक नहीं।

यहाँ उत्तर है : किसी भी ऑपरेशन को करने के लिए एक लॉजिक गेट को एक उच्च धारा की आवश्यकता नहीं होती है। इसके लिए बस एक वोल्टेज स्तर की आवश्यकता होती है (5V या 0V) कम करंट पर्याप्त होता है।

सभी प्रकार के तर्क गेट मुख्य रूप से एम्पलीफायर में निर्मित का समर्थन करते हैं ताकि आउटपुट इनपुट संकेतों पर निर्भर न हो। अगर हम श्रृंखला में दो तर्क 'नहीं' फाटक को कैसकेड करते हैं, तो हमें आउटपुट पिन पर इनपुट के रूप में एक ही संकेत ध्रुवीयता मिलती है, लेकिन अपेक्षाकृत उच्च वर्तमान के साथ। दूसरे शब्दों में डिजिटल बफर एक डिजिटल एम्पलीफायर की तरह काम करता है।

एक डिजिटल बफर को सिग्नल जनरेटर चरणों और चालक चरणों के बीच एक अलगाव चरण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, यह एक सर्किट को दूसरे से प्रभावित होने से रोकने में मदद करता है।

एक डिजिटल बफर उच्च वर्तमान क्षमता प्रदान कर सकता है जिसका उपयोग स्विचिंग ट्रांजिस्टर को अधिक कुशलता से चलाने के लिए किया जा सकता है।

डिजिटल बफर उच्च प्रवर्धन प्रदान करता है जिसे 'फैन-आउट' क्षमता भी कहा जाता है।

डिजिटल बफर फैन-आउट क्षमता:

प्रशंसक बाहर : फैन-आउट को लॉजिक गेट्स या डिजिटल IC की संख्या के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जिसे डिजिटल बफर (या किसी डिजिटल IC) द्वारा समानांतर में चलाया जा सकता है।

एक ठेठ डिजिटल बफर में 10 के फैन-आउट हैं, जिसका अर्थ है कि डिजिटल बफर समानांतर में 10 डिजिटल आईसी ड्राइव कर सकता है।

प्रशंसक में : फैन-इन डिजिटल इनपुट की संख्या है जिसे डिजिटल लॉजिक गेट या डिजिटल आईसी द्वारा स्वीकार किया जा सकता है।

उपरोक्त योजनाबद्ध में डिजिटल बफर में 1 का फैन-इन है, जिसका अर्थ है एक इनपुट। Has 2-इनपुट 'लॉजिक 'और' गेट में दो और इतने पर फैन-इन हैं।

उपरोक्त योजनाबद्ध से एक बफर तीन अलग-अलग लॉजिक गेट के 3 इनपुट से जुड़ा होता है।

यदि हम उपरोक्त सर्किट में बफर के स्थान पर तार का एक टुकड़ा जोड़ते हैं, तो इनपुट संकेत पर्याप्त वर्तमान के साथ नहीं हो सकता है और वोल्टेज को फाटकों के पार करने का कारण बनता है और शायद सिग्नल को पहचान भी नहीं सकता है।

इसलिए निष्कर्ष में एक डिजिटल बफर का उपयोग उच्च वर्तमान आउटपुट के साथ डिजिटल सिग्नल को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

त्रि-राज्य बफर

अब हम जानते हैं कि एक डिजिटल बफर क्या करता है और यह इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में क्यों मौजूद है। इन बफ़र्स में दो राज्य 'उच्च' और 'कम' हैं। एक अन्य प्रकार का बफर है जिसे 'त्रि-राज्य बफर' कहा जाता है।

इस बफ़र में एक अतिरिक्त पिन है, जिसे “Enable pin” कहा जाता है। इनेबल पिन के उपयोग से हम इनपुट से आउटपुट को कनेक्ट या डिस्कनेक्ट कर सकते हैं।

एक सामान्य बफर की तरह, यह डिजिटल एम्पलीफायर के रूप में काम करता है और इनपुट सिग्नल के समान आउटपुट सिग्नल देता है, केवल अंतर यह है कि आउटपुट को इलेक्ट्रॉनिक रूप से जोड़ा जा सकता है और सक्षम पिन द्वारा डिस्कनेक्ट किया जा सकता है।

तो एक तीसरा राज्य शुरू किया गया है, इस में आउटपुट न तो 'हाई' है और न ही 'कम' है, लेकिन एक ओपन सर्किट स्टेट या आउटपुट में उच्च प्रतिबाधा है और इनपुट संकेतों का जवाब नहीं देगा। इस राज्य को 'हाई-जेड' या 'हाई-जेड' के रूप में जाना जाता है।

ऊपर त्रिकोणीय राज्य बफर के बराबर सर्किट है। सक्षम पिन इनपुट से आउटपुट को कनेक्ट या डिस्कनेक्ट कर सकता है।

त्रि-राज्य बफर के चार प्रकार हैं:
• सक्रिय 'उच्च' त्रि-राज्य बफर
• सक्रिय 'कम' त्रि-राज्य बफर
त्रिकोणीय राज्य बफर में सक्रिय 'उच्च'
• सक्रिय 'कम' त्रिकोणीय राज्य बफर उलट
आइए उनमें से प्रत्येक को क्रमबद्ध रूप से देखें।

सक्रिय 'उच्च' त्रि-राज्य बफर

सक्रिय 'हाई' त्रि-राज्य बफर में (उदाहरण के लिए: 74LS241) आउटपुट पिन इनपुट पिन से जुड़ा होता है जब हम 'हाई' या '1' या सक्षम पिन पर सकारात्मक संकेत लागू करते हैं।

अगर हम “LOW” या “0” या नेगेटिव सिग्नल को इनेबल पिन पर लागू करते हैं, तो आउटपुट इनपुट से डिस्कनेक्ट हो जाता है और “HI-Z” स्टेट में चला जाता है, जहां आउटपुट इनपुट पर प्रतिक्रिया नहीं देगा और आउटपुट ओपन सर्किट स्टेट में होगा।

सक्रिय 'कम' त्रिकोणीय राज्य बफर

यहाँ आउटपुट इनपुट से जुड़ा होगा जब हम “LOW” या “0” या नेगेटिव पिन इनेबल पिन पर लागू करते हैं।
यदि हम पिन को सक्षम करने के लिए 'उच्च' या '1' या सकारात्मक संकेत लागू करते हैं, तो आउटपुट इनपुट से डिस्कनेक्ट हो जाता है और आउटपुट 'HI-Z' राज्य / ओपन सर्किट राज्य में होगा।

सच्ची तालिका:

सक्रिय 'उच्च' ट्राई-स्टेट बफ़र इन्वर्टिंग

त्रिकोणीय राज्य बफर (उदाहरण: 74LS240) में सक्रिय 'उच्च' में, गेट तर्क 'नहीं' गेट के रूप में कार्य करता है, लेकिन सक्षम पिन के साथ।

यदि हम सक्षम इनपुट पर 'हाई' या '1' या पॉजिटिव सिग्नल लगाते हैं तो गेट सक्रिय हो जाता है और एक रेगुलर लॉजिक 'NOT' गेट की तरह काम करता है, जहां इसका आउटपुट व्युत्क्रम / इनपुट का पूरक होता है।
अगर हम “LOW” या “0” या इनेबल पिन पर नेगेटिव सिग्नल लगाते हैं, तो आउटपुट “HI-Z” या हार्ड सर्किट स्टेट में होगा।

सच्ची तालिका:

सक्रिय 'कम' त्रिकोणीय राज्य बफर:

सक्रिय 'कम' त्रिकोणीय राज्य बफर में प्रवेश, गेट तर्क 'नहीं' गेट के रूप में कार्य करता है, लेकिन सक्षम पिन के साथ।

यदि हम पिन को सक्षम करने के लिए 'LOW' या '0' या नकारात्मक संकेत लागू करते हैं, तो गेट सक्रिय हो जाता है और नियमित तर्क 'NOT' गेट की तरह काम करता है।
यदि हम पिन को सक्षम करने के लिए 'हाई' या '1' या पॉजिटिव सिग्नल लागू करते हैं, तो आउटपुट पिन 'HI-Z' स्टेट / सर्किट सर्किट स्थिति में होगा।

सच्ची तालिका:

त्रि-राज्य बफर नियंत्रण:

ऊपर से हमने देखा कि एक बफर डिजिटल प्रवर्धन प्रदान कर सकता है और त्रिकोणीय राज्य बफ़र्स इसके आउटपुट को इनपुट से पूरी तरह से डिस्कनेक्ट कर सकते हैं और सर्किट सर्किट दे सकते हैं।

इस खंड में हम त्रिकोणीय राज्य बफर के आवेदन के बारे में जानेंगे और यह कैसे कुशलता से डेटा संचार के प्रबंधन के लिए डिजिटल सर्किट में उपयोग किया जाता है।

डिजिटल सर्किट में हम डेटा बस / वायर को ले जाने वाले डेटा पा सकते हैं, वे वायरिंग कंजेशन को कम करने / पीसीबी के निशान को कम करने और विनिर्माण लागत को कम करने के लिए एक ही बस में सभी प्रकार के डेटा को ले जाते हैं।

बस के प्रत्येक छोर पर, कई लॉजिक डिवाइस, माइक्रोप्रोसेसरों और माइक्रोकंट्रोलर जुड़े हुए हैं जो एक-दूसरे को एक साथ संवाद करने की कोशिश करते हैं जो कि विवाद नामक चीज का निर्माण करते हैं।

कंट्रक्शन एक सर्किट में होता है जब बस में कुछ डिवाइस 'हाई' और कुछ डिवाइस 'LOW' एक साथ ड्राइव करते हैं जो शॉर्ट सर्किट का कारण बनता है और सर्किट में क्षति का कारण बनता है।

त्रि-राज्य बफर इस तरह के विवाद से बच सकते हैं और एक बस पर डेटा ठीक से भेज और प्राप्त कर सकते हैं।

ट्राई-स्टेट बफर का उपयोग लॉजिक डिवाइस, माइक्रोप्रोसेसरों और माइक्रोकंट्रोलर्स को डेटा बस में एक दूसरे से अलग करने के लिए किया जाता है। एक डिकोडर त्रिकोणीय राज्य बफ़र्स के केवल एक सेट को बस के माध्यम से डेटा पास करने की अनुमति देगा।

मान लें कि डेटा सेट 'ए' एक माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा है, तो डेटा 'बी' से माइक्रोप्रोसेसर और डेटा सेट 'सी' से कुछ लॉजिक सर्किट में सेट होता है।

उपरोक्त योजनाबद्ध में सभी बफ़र्स सक्रिय उच्च त्रि-राज्य बफर हैं।

जब डिकोडर ENA 'High' सेट करता है, तो डेटा सेट 'A' सक्षम होता है, अब माइक्रोकंट्रोलर बस के माध्यम से डेटा भेज सकता है।

बाकी दो डेटा सेट 'बी' और 'सी' 'एचआई-जेड' या बहुत उच्च प्रतिबाधा अवस्था में हैं जो विद्युत से माइक्रोप्रोसेसर और तार्किक सर्किट को बस से अलग करते हैं, जो वर्तमान में माइक्रोकंट्रोलर द्वारा उपयोग किया जाता है।

जब डिकोडर ईएनबी 'हाई' सेट करता है तो डेटा सेट 'बी' बस के ऊपर डेटा भेज सकता है और बाकी डेटा सेट 'ए' और 'सी' बस 'एच-जेड' राज्य में अलग-थलग हैं। इसी तरह, जब डेटा सेट 'सी' सक्षम है।

डेटा बस का उपयोग किसी भी डेटा सेट द्वारा 'ए' या 'बी' या 'सी' के लिए किया जाता है ताकि विवाद को रोका जा सके।

हम दो त्रि-राज्य बफ़र्स को समानांतर और विपरीत दिशा में जोड़कर द्वैध (द्वि-दिशात्मक) संचार भी स्थापित कर सकते हैं। दिशा नियंत्रण के रूप में सक्षम पिन का उपयोग किया जा सकता है। इस तरह के अनुप्रयोगों के लिए आईसी 74245 का उपयोग किया जा सकता है।

यहाँ सामान्यतः डिजिटल बफ़र्स और ट्राई-स्टेट बफ़र्स की सूची उपलब्ध है:

• 74LS07 हेक्स नॉन-इनवर्टिंग बफर
• 74LS17 हेक्स बफर / ड्राइवर
• 74LS244 ऑक्टेल बफर / लाइन ड्राइवर
• 74LS245 ऑक्टल द्वि-दिशात्मक बफर
• CD4050 हेक्स नॉन-इनवर्टिंग बफर
• CD4503 हेक्स त्रि-राज्य बफर
• HEF40244 त्रिकोणीय राज्य अष्ट बफर

यह डिजिटल बफ़र कैसे काम करता है, और उनके विभिन्न डिजिटल कॉन्फ़िगरेशन के बारे में हमारी चर्चा का निष्कर्ष है, मुझे आशा है कि इसने आपको विवरणों को अच्छी तरह से समझने में मदद की। यदि आपके कोई और प्रश्न या सुझाव हैं, तो कृपया अपने प्रश्न को टिप्पणी अनुभाग में व्यक्त करें, जो आपको त्वरित उत्तर मिल सकता है।