Modelowanie matematyczne przetworników logiki binarnej na logikę wielowartościową oraz realizacja praktyczna przetwornika

Podano przykładowe rozwiązanie zagadnienia wyznaczenia zależności opisującej stan logiczny jednego z wyjść przetwornika logiki binarnej na logikę wielowartościową (synteza układu logicznego). Analizę wykonano na platformie pakietu Mathematica. Przedstawiono funkcjonalny schemat blokowy użytego programu. Na podstawie uzyskanych wyników w programie oraz wzoru ogólnego na stan logiczny drugiego wyjścia przetwornika przedstawiono przykładowy teoretyczny model przetwornika sygnałów logiki dwuwartościowej na ośmiowartościową (2/8), dla dowolnych poziomów napięciowych sygnałów logicznych. Wykonano symulacje przetwornika w programie SPICE dla układu idealnego. Zaproponowano realizację przetwornika sygnałów logicznych dwuwartościowych na ośmiowartościowe z zastosowaniem dwóch napięciowych wzmacniaczy operacyjnych (działających jako sumatory). Układ przetwornika zrealizowano praktycznie. Wyniki testów przetwornika 2/8 przedstawiono na oscylogramach.

The paper deals with application of the sum conjunction method in Mathematica software to determination of logic state of one of the multivalued logic converter outputs. Basing on the results of the mathematical modeling and using the general equation for the second converter output, a theoretical model of the binary to eight-state logic (2/8) converter for arbitrary levels of the logic signal voltage is proposed. The general scheme of the converter is also presented in the paper. The two-state to eight-state-logic converter practical realization with use of two multiple input voltage operational amplifiers is proposed. In the converter these operational amplifiers works as adders. The converter output signals are obtained from simulations. The simulations were performed when assuming the single-pole role-off characteristic of the amplifier. The converter of logic signals (2/8) was practically constructed and tested. The investigation results are shown on oscillograms. The converter works correctly within the frequency range up to 20 kHz. For higher frequencies of the input signal there are observed distortions of the output signal because of parasitic capacitances.