Sayısal Elektronik ve Lojik Devreler nedir?

Bu konuda neler öğreneceksin?

• Mantıksal kapıların (VE, VEYA, DEĞİL, NAND, NOR, XOR) doğruluk tablolarını çıkarır ve verilen bir ifadeyi en az kapı sayısıyla sadeleştirir.
• İkili, ondalık, onaltılık ve ikilik tabanlar arasında dönüşüm yapar ve bir tam sayının bit genişliğini belirler.
• Flip-flop türlerinin çalışma ilkelerini karşılaştırır, bir sıralayıcı devresinin durum geçiş tablosunu oluşturur.
• Kaskat bağlı sayaç, kaydırmalı yazmaç ve çoklu seçici gibi lojik devrelerin tasarım ilkelerini uygular.
• A/D ve D/A dönüştürücülerin çözünürlüğünü hesaplar, örnekleme hatasını ve galvanik izolasyon gereksinimini açıklar.

Anahtar fikirler

• NAND ve NOR kapıları tüm lojik fonksiyonları tek başına gerçekleştirebilir; bu evrensellik entegre devre çeşitliliğini azaltır.
• n bitlik bir kelime 2^n farklı değer kodlar, 8 bit 256 değere ve 16 bit 65536 değere karşılık gelir.
• D tipi flip-flop veriyi saat darbesinde örnekler; asenkron sıfırlama girişi devreyi anında sıfırlar.
• A/D dönüştücüde örnekleme frekansı yetersiz kalırsa aliasing hatası oluşur ve ölçüm değeri tamamen yanlış okunabilir.
• TTL girişleri boş bırakılamaz; yüksek empedanslı (floating) bir giriş çıkış değerini kararsız bırakır.
• CMOS kapıların statik akımı çok küçüktür, ancak her geçişte şarj ve boşaltma akımı çekilir; yüksek frekansta dinamik güç tüketimi artar.

Konunun özeti

Temel kapılar VE, VEYA ve DEĞİL'dir; NAND ve NOR bunların ters çevrilmiş hâlleridir ve evrensel işlev görür. n bit 2^n durum kodlar, bir onaltılık basamak dört bite karşılık gelir. Flip-flop tek bit saklar; D tipi veriyi saat darbesinde alır, JK hem sıfırlar hem ayarlar, T kendini ters çevirir. Kademeli sayıcıda gecikmeler toplanır, senkron sayıcıda ortak saat kullanılır. A/D dönüştürücünün LSB değeri V_ref / 2^n bağıntısıyla bulunur ve örnekleme frekansı en yüksek frekans bileşeninin en az iki katı olmalıdır. Güç ile lojik devresi arasında galvanik izolasyon zorunludur.

Sık yapılan hatalar

• NAND kapısını VE kapısı sanmak: NAND, VE işlemini yaptıktan sonra çıkışı ters çevirir. Girişlerden biri 0 olduğunda çıkış 1 olur; bu davranış hiçbir zaman bir VE kapısının davranışıyla örtüşmez.
• Bit genişliğini 2 ile çarpmak yerine kuvvetini almamak: n bitin taşıdığı durum sayısı 2^n'dir, 2n değildir. 8 bit için 2^8 = 256 doğru iken 2 × 8 = 16 yazmak ciddi bir kapasite hatasıdır.
• TTL entegrelerinin girişlerini boş bırakmak: Boş bırakılan TTL girişi yüksek empedansta kalır ve çıkış değeri kararsızdır. Kullanılmayan girişler kesinlikle 0 ya da 1 seviyesine bağlanmalıdır.

İlgili konular

• Kontaktör ve Röle
• Motor Kumanda Devreleri
• Doğrusal Regüle ve Isı Tasarımı
• Fiber Optik İletişim Sistemleri
• Topraklama ve Yıldırımdan Korunma