A veces, un circuito puede requerir una puerta lógica para aislar el circuito sin depender del inversor. Esa es la ventaja de los buffers digitales. No solo proporciona una función de aislamiento, sino que también mejora la intensidad de la señal del circuito. Este es un método efectivo, ya que garantiza un rendimiento óptimo para el circuito. Por lo general, también transmiten el voltaje de un circuito a otro. Comprender que el buffer digital es el propósito, y sus capacidades pueden parecer muy poderosas. En WellPCB, vamos en la dirección correcta para los búferes digitales. Así que vamos a empezar!
¿Qué es un buffer digital?
(Símbolo de búfer numérico)
Fuente: Wikimedia Commons Recursos
Los buffers digitales, también llamados buffers de voltaje, se utilizan como componentes de circuitos electrónicos. Por lo general, separa las fuentes de entrada y salida entre sí. Durante el proceso de aislamiento, el tampón de tensión aplica un voltaje que coincide con su tensión de entrada. También puede restar el voltaje del circuito. Por lo tanto, una corriente eléctrica muy pequeña fluye a través de ella sin interferir con el circuito principal, lo que lo protege de daños. Por lo general, estos requieren niveles bajos, preferiblemente 0V o 5V.
(Mostrar la imagen del relé)
Además, esto ayuda a evitar que la fuente de señal cambie debido a la carga (por ejemplo, lámparas, relés y válvulas electromagnéticas). Los búferes digitales también proporcionan controles de transferencia de datos activados y desactivados para aplicaciones comunes como registros, disparadores y unidades de bus, por lo que son de suma importancia. Se componen de terminales de salida que emiten señales altas o bajas según el valor de entrada.
¿Por qué usar un búfer digital?
(Un búfer digital transmite el voltaje de un circuito al siguiente). )
El búfer digital transmite el voltaje de una alta impedancia de salida a un segundo circuito con baja impedancia de entrada. Esto evitará que la impedancia alta interfiera con el circuito principal. Además, aumenta la capacidad de corriente, lo que permite que los transistores de conmutación funcionen de manera más eficiente.
Tipos de tampones digitales
En la actualidad, hay dos tipos principales de búferes digitales: un búfer de tensión de entrada simple y un búfer digital de tres estados.
Buffer de tensión de entrada única
Un buffer de tensión de entrada simple no realiza la inversa o modificación de la señal de entrada. Existen dos tipos: buffers inversos y buffers idénticos.
Buffer inverso.
El buffer inverso está configurado en un estado opuesto a la fuente de entrada. Por ejemplo, si la salida está establecida como baja, establecerá la entrada como alta. Las aplicaciones comunes de los inversores incluyen máquinas de estado, decodificadores y varios otros dispositivos digitales.
Buffer no inverso
Como su nombre indica, el mismo buffer no realiza lo contrario. En este caso, su entrada absorberá un voltaje alto o bajo y emitirá su valor. La entrada determina si el lado de salida emite valores altos o bajos. En este caso, la configuración de salida es tan alta como la configuración de entrada.
Buffer digital de tres estados
El búfer de tres estados se utiliza como un interruptor de control de entrada para cortar electrónicamente la salida del circuito de entrada. Esto se logra a través de sus pines de entrada de señal habilitada o control externo. De hecho, la señal de control actúa como una señal lógica 0 o lógica 1, colocando el búfer de tres estados en un estado en el que la salida se ejecuta normalmente. También puede entrar en otro estado, desconectando o bloqueando su salida.
Luego, la salida se cierra en el tercer estado, lo que hace que el circuito se desconecte. Por lo tanto, la salida no se establece demasiado alto o demasiado bajo. En su lugar, produce una alta impedancia, llamada estado de alta impedancia o estado de alta impedancia, que no responde a la señal de entrada. De hecho, la corriente eléctrica de la fuente de alimentación todavía está bloqueada.
A continuación, también se detallan tres tipos de búfer digital de tres estados:
Buffer digital de tres estados alto activo
Después de aplicar una señal positiva alta al pino enable, el pino de salida se conecta al pino de entrada. Esto activa un buffer de tres estados efectivo de alto nivel.
La aplicación de un nivel bajo o una señal negativa a los pines habilitadores puede hacer que la salida se desconecte de la entrada. Después de eso, se establece en el estado HI-Z, lo que obliga a la salida a permanecer sin respuesta a la entrada. Al mismo tiempo, la salida está configurada para el estado de circuito abierto.
Buffer digital efectivo de tres estados de bajo nivel
En un buffer efectivo de tres estados de bajo nivel, la salida está conectada a la entrada. Además, esto ocurre después de aplicar un nivel bajo o una señal negativa a los pines habilitadores. Sin embargo, la aplicación de un alto nivel o una señal positiva a los pines habilitadores produce un efecto diferente. Esto se debe a que hace que la salida se desconecte de la entrada. Luego, la salida entra en un estado de circuito abierto mientras se mantiene en un estado de alta resistencia.
Buffer digital de tres estados inversos
Durante la activación del búfer de tres estados, las puertas y los pines habilitadores se utilizan como no puertas lógicas. La aplicación de un alto nivel o una señal positiva al pino enable lo activa. A partir de ahí, será similar a la operación normal de la puerta lógica. Esto hace que la salida sea opuesta a la entrada. Si el pino habilitador recibe una señal negativa o de bajo nivel, la salida se configurará como un circuito abierto o de alta resistencia.
¿Cuál es el propósito de las puertas?
(Imagen que muestra el símbolo de la puerta de amortiguación)
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La función de las puertas de amortiguación incluye la amplificación de la señal en el circuito. Lo hace aumentando la capacidad de corriente de la señal débil, proporcionándole la capacidad de conducción de la carga. Por lo general, el circuito de búfer contiene un triángulo sin burbujas de inversor en el extremo de salida. El extremo de salida del circuito abierto del colector también puede formar un búfer. Las señales analógicas, como los sensores, se pueden conectar a una entrada digital a través de sus puentes.
¿Cuál es la diferencia entre el amortiguador y el inversor?
(Ejemplo de inversor en un circuito)
Fuente: Wikimedia Commons Recursos
El inversor realiza el proceso inverso de la señal de entrada del circuito y la señal de salida. Por ejemplo, cuando la entrada está configurada para un nivel bajo, establece la salida en un nivel alto. Cuando la entrada se establece en un nivel alto, fuerza la salida a un nivel bajo. Al mismo tiempo, el búfer aumenta ligeramente la intensidad de la señal.
Aplicación de los buffers digitales
Circuitos de control: adecuados para el metro, aviones y procesos de fabricación.
(Los búferes digitales son comunes en el metro)
Circuitos de medición de temperatura: Ejemplos de circuitos de medición de temperatura incluyen calderas y aviones que vuelan en áreas frías.
(La caldera contiene un amortiguador digital que mide la temperatura)
Circuitos de tensión: medir los defectos encontrados en las alas de los aviones, puentes y vigas de construcción.
(Los búferes digitales pueden ayudar a medir los defectos que se encuentran en las alas de los aviones). )
Resumen.
En general, el tampón de voltaje transfiere el voltaje de una alta impedancia a otro circuito de baja impedancia. Además, mejorará la señal del circuito amplificando. Uno de los objetivos principales es aislar las fuentes de entrada y salida de los circuitos. En realidad, la tensión se reduce o coincide con la entrada. Esto permite un flujo mínimo de corriente a través, al tiempo que protege el circuito principal. Además, los búferes digitales son esenciales para los registros, ya que proporcionan funciones de control de transferencia de datos de conmutación.
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