数字缓冲 - 工作，定义，真相表，双重反转，扇出

缓冲阶段基本上是增强中间级，允许输入电流到达输出而不会受到输出负载的影响。

在这篇文章中，我们将尝试了解数字缓冲区是什么，我们将通过逻辑“不是”门，数字缓冲器扇出风扇，三态缓冲区，查看其定义，符号，真相，双重反演，查看了它的定义，符号，真相，双重反转，TRI状态缓冲交易所交换机等效，有源“高”三态缓冲区，有源“高”反相三态缓冲器，有源“低”状态三态缓冲器，有源“低”反相三态缓冲器，三态缓冲器控制，三态缓冲区数据总线控件，最后我们将概述常见的数字缓冲区和三态缓冲区IC。

在之前的一篇文章中，我们学习了逻辑“非”门，也称为数字逆变器。在非门中，输出总是与输入互补。

因此，如果输入是“高”输出转动“低”，如果输入是“低”输出变频器，则称为逆变器。

可能存在需要从输入中分离或隔离的输出，或者在输入可能相当弱的情况下并且需要驱动需要更高电流的负载，而不使用中继或晶体管等反转信号的极性。在这种情况下，数字缓冲器变得有用，并且有效地应用于信号源和实际负载驱动器级之间的缓冲器。

这样的逻辑门数字缓冲器可以输出与输入相同的信号，作为中间缓冲级。

数字缓冲器不执行任何反转的联储信号，它也不是一个“决策”设备，像逻辑“非门”，但给出相同的输出作为输入。

数字缓冲器说明:

上面的符号类似于逻辑“NOT”门，在三角形的顶端没有“o”，这意味着它不执行任何反转。

数字缓冲区的布尔方程是Y = A。

“Y”是输入和“A”输出。

真值表:

双重反转使用逻辑“不是”门：

可以使用以下方式使用两个逻辑“不是”栅栏来构造数字缓冲器：

输入信号首先通过左手侧的第一不是栅极反转，然后通过右手侧的下一个“不是”栅极进一步反转反转信号，这使得输出与输入相同。

为什么要使用数字缓冲器

现在你可能在挠你的头为什么数字缓冲器甚至存在，它不做任何操作，像其他逻辑门，我们可以把数字缓冲器从电路中抛出，并连接一段电线.......，对吗?这不是真的。

这就是答案:逻辑门不需要大电流来执行任何操作。它只需要低电流下的电压电平(5V或0V)就足够了。

所有类型的逻辑门主要支持内置放大器，以便输出不依赖于输入信号。如果我们串联两个逻辑“NOT”门，我们得到相同的信号极性在输出引脚的输入，但相对较高的电流。换句话说，数字缓冲器的工作原理类似于数字放大器。

数字缓冲器可作为信号发生器级和驱动器级之间的隔离级;它也有助于防止阻抗影响一个电路从另一个。

数字缓冲器可以提供更高的电流容量，可以用来更有效地驱动开关晶体管。

数字缓冲器提供更高的放大能力，也称为“扇出”能力。

数字缓冲扇出功能：

扇出:扇出可定义为可由数字缓冲器(或任何数字ic)并行驱动的逻辑门或数字ic的数量。

一个典型的数字缓冲器有10个扇形输出，这意味着数字缓冲器可以并行驱动10个数字集成电路。

粉丝：粉丝是数字逻辑门或数字IC可接受的数字输入的数量。

在上面的原理图中，数字缓冲器有1个风扇输入，这意味着一个输入。一个“2输入”逻辑“与”门有两个扇入等等。

从上面的原理图中，缓冲器被连接到三个不同逻辑门的3个输入端。

如果我们只是在上面电路的缓冲器的地方连接一段电线，输入信号可能没有足够的电流，导致电压越过栅极下降，甚至可能无法识别信号。

因此，采用数字缓冲器来放大具有较高电流输出的数字信号。

三态缓冲

现在我们知道了数字缓冲器的作用以及它为什么存在于电子电路中。这些缓冲区有两种状态“HIGH”和“LOW”。还有另一种类型的缓冲区称为“三态缓冲区”。

这个缓冲区有一个额外的引脚称为“启用引脚”。使用使能引脚，我们可以连接或断开输出从输入电子。

和普通的缓冲器一样，它作为数字放大器工作，并给出与输入信号相同的输出信号，唯一的区别是输出可以通过使能引脚进行电子连接和断开。

因此引入了第三种状态，在这种状态下，输出既不是“高”也不是“低”，而是一个开路状态或输出的高阻抗，不会对输入信号做出响应。这种状态被称为“HIGH-Z”或“HI-Z”。

以上是三态缓冲器的等效电路。使能引脚可以连接或断开输出和输入。

三态缓冲区有四种类型:
•激活“高”三状态缓冲区
•激活“LOW”三态缓冲器
•主动“高”逆变三态缓冲器
•主动“低”逆变三态缓冲器
让我们依次来看看它们。

激活“高”三态缓冲器

在主动“高”三态缓冲器（例如：74LS241）中，当我们在使能引脚处应用“高”或“1”或“高信号”时，输出引脚连接到输入引脚。

如果我们将“低”或“0”或负信号应用于使能引脚，则输出从输入断开连接，然后进入“HI-Z”状态，输出不会响应输入和输出将处于开路状态。

活动“低”三态缓冲区

在这里，当我们在使能引脚处施加“LOW”或“0”或负信号时，输出将连接到输入。
如果我们使用“HIGH”或“1”或正信号使能引脚，输出与输入断开，输出将处于“HI-Z”状态/开路状态。

真值表:

有源“高”反相三态缓冲器

在有源“HIGH”反三态缓冲器(例如:74LS240)中，门充当逻辑“NOT”门，但是使用使能引脚。

如果我们在使能输入处应用“HIGH”或“1”或正信号，门就会被激活，并像一个常规逻辑“NOT”门一样，其输出是输入的反转/互补。
如果我们对使能引脚施加“LOW”或“0”或负信号，输出将处于“HI-Z”或开路状态。

真值表:

有源“LOW”逆变三态缓冲器:

在有源“LOW”反三态缓冲器中，门充当逻辑“NOT”门，但具有使能引脚。

如果我们应用“LOW”或“0”或负信号使能引脚，门激活并像常规逻辑“NOT”门一样工作。
如果我们应用“高”或“1”或正信号启用引脚，则输出引脚将处于“Hi-Z”状态/开路状态。

真值表:

三态缓冲器控制：

从上面我们看到缓冲器可以提供数字放大，三态缓冲器可以完全断开其从输入的输出并提供开路状态。

在本节中，我们将学习三状态缓冲器的应用，以及如何在数字电路中有效地管理数据通信。

在数字电路中，我们可以找到承载数据的数据总线/电线，它们在一根总线上承载各种数据，以减少布线拥塞/减少PCB痕迹，也降低制造成本。

在总线的每一端，连接多个逻辑器件，微处理器和微控制器，该微控制器试图同时互相通信，该彼此进行传播，该彼此会产生一种被称为争用的东西。

当总线上的一些设备同时驱动“高”和“低”时，电路中就会发生争用，从而引起电路的短路和损坏。

三状态缓冲区可以避免这样的争用，并通过总线正确地发送和接收数据。

三状态缓冲器用于在数据总线中隔离逻辑设备、微处理器和微控制器。一个解码器将只允许一组三状态缓冲区通过总线传递数据。

假设数据集“A”连接一个微控制器，数据集“B”连接一个微处理器，数据集“C”连接一些逻辑电路。

在上述原理图中，所有的缓冲器都是有源高三态缓冲器。

当解码器设置ENA“高”数据集“A”时，现在微控制器可以通过总线发送数据。

两个数据集“B”和“C”的其余部分处于“Hi-z”或非常高的阻抗状态，其将微处理器和逻辑电路从总线电隔离，该微控制器目前使用。

当解码器设置eNB“高”时，数据集“B”可以在总线上发送数据，并且数据集的其余部分“a”和“c”在“hi-z”状态下与总线隔离。同样，在启用数据集“C”时。

数据总线被任何数据集“A”或“B”或“C”在给定时间以防止争用。

我们还可以通过在并联和相反方向上连接两个三态缓冲区来建立双面（双向）通信。使能引脚可用作方向控制。对于这种类型的应用，可以使用IC 74245。

以下是常用的数字缓冲器和三态缓冲器列表:

•74LS07十六进制非反相缓冲区
•74LS17十六进制缓冲区/驱动器
•74LS244八进制缓冲区/线路驱动器
•74LS245八进制双向缓冲区
CD4050十六进制非反相缓冲器
•CD4503十六进制三态缓冲器
HEF40244三态八进制缓冲器

这结论是我们对数字缓冲工作的讨论以及它们的各种数字配置，我希望它能够很好地了解细节。如果您有任何其他问题或建议，请在评论部分中表达您的问题，您可以快速回复。