Che cos'è Half Subtractor: funzionamento e sue applicazioni, K-MAP, circuito utilizzando NAND Gate

Per elaborare le informazioni come luce o suono da un punto all'altro possiamo usare circuiti analogici fornendo input appropriati sotto forma di segnali analogici. In questo processo, ci sono possibilità che il rumore venga rilevato dai segnali analogici di ingresso e questo può portare a una perdita nel segnale di uscita, significa che qualunque sia l'ingresso che stiamo elaborando a livello di ingresso non è uguale allo stadio di uscita. Per superare questi circuiti digitali sono implementati. Il circuito digitale può essere progettato con porte logiche. Le porte logiche sono un circuito elettronico che esegue operazioni logiche in base ai propri ingressi e fornisce in uscita un solo bit, basso (Logica 0=tensione zero) o alto (Logica 1=alta tensione). I circuiti combinati possono essere progettati con più di una porta logica. Questi circuiti sono veloci e indipendenti dal tempo, senza feedback tra ingresso e uscita. I circuiti combinatori sono utili per le operazioni aritmetiche e booleane. I migliori esempi di circuiti combinatori includono mezzo sommatore, sommatore completo, mezzo sottrattore, sottrattore completo, multiplexer, demultiplatori, codificatore e decodificatore. Che cos'è Half Subtractor? Il Half Subtractor come detto sopra è un circuito combinatorio e come dice il nome viene utilizzato per sottrarre i due bit dall'input. Qui l'output del sottrattore dipende puramente dagli input presenti e non dipende dalle fasi precedenti. Gli output del mezzo sottrattore sono differenza e tumulo. È simile alla sottrazione artimetica in cui se il sottraendo è più grande del minuendo andremmo a prendere in prestito B =1 oppure il prestito rimarrebbe zero B=0. Per capirlo meglio entriamo nella tabella della verità mostrata di seguito. half-subtractor-block-diagramLa tabella della verità La tabella della verità del mezzo sottrattore mostra i valori di uscita in base agli ingressi applicati agli stadi di ingresso. La tavola della verità è divisa in due parti. La parte sinistra è indicata come stadio di ingresso e la parte destra è indicata come stadio di uscita. Nei circuiti digitali, l'ingresso 0 e l'ingresso 1 indicano basso logico e alto logico. Secondo la configurazione, logica bassa significa tensione zero, logica alta significa alta tensione (come 5 V, 7 V, 12 V ecc.). Ingressi UsciteIngresso – AIngresso – BDifferenza -DBfreccia – B 000010 1001111100Tabella di verità Spiegazione Quando gli ingressi A e B sono zero, anche le uscite del mezzo sottrattore D e B sono zero. Quando l'ingresso A è alto e B è zero, la differenza è Alta, cioè 1 e Barrow è zero Quando l'ingresso A è zero e l'ingresso B è alto, allora le uscite di D e B sono alte con i rispettivi. Quando entrambi gli ingressi sono alti, entrambe le uscite del mezzo sottrattore sono zero. Dalla tabella di verità sopra, possiamo trova l'equazione per Differenza (D) e Barrow (B). Equazioni per Differenza-D: La differenza è alta quando gli ingressi A=1, B=0 e A=0, B=1. Da questa affermazione D = AB'+A'B = A⊕B. Come per l'equazione D denota la porta Ex-or.D=A⊕BEquazioni per Barrow-B: Barro è alto solo quando l'ingresso A è basso e B è alto. Da questo punto, l'equazione per Barrow B sarà, B= A'BB=A'B Dalle equazioni di differenza e di barrow sopra, possiamo progettare il diagramma circuitale del mezzo sottrattore usando la mappa K -MapK – MapKarnaugh semplifica l'espressione dell'algebra booleana per il mezzo circuito sottrattore. Questo è il metodo ufficiale per trovare l'equazione dell'algebra booleana per qualsiasi circuito. Risolviamo le espressioni booleane per il circuito semisottrattore usando K-map.K-Map for Difference (D) e Barrow (B)K-map per differenza (D) e Barrow (B) Secondo K-map il primo implicante è A'B e il secondo implicante è AB'. Quando semplifichiamo questa equazione a due implicanti, otterremo l'equazione semplificata per la differenza di DD =A'B+AB'Quindi, D=A⊕B. Questa equazione indica semplicemente la porta Ex-OR. Per trovare l'espressione booleana semplificata per il tumulo B, dobbiamo seguire lo stesso processo che abbiamo seguito per la differenza D. Pertanto, B=A'B.Half Subtractor usando NAND GatesNAND gate e Le porte NOR sono chiamate porte universali. Qui, la porta NAND è chiamata porta universale perché possiamo progettare qualsiasi tipo di circuito digitale utilizzando n combinazioni numeriche di porte NAND. A causa di questa specialità, la porta NAND è chiamata porta universale. Ora progettiamo un circuito half-subtractor usando le porte NAND.mezzo-sottrattore-implementato-con-porte NANDPossiamo progettare il circuito mezzo-sottrattore con cinque porte NAND. Considera A e B come gli ingressi al primo stadio della porta NAND, la sua uscita di nuovo collegata come un ingresso alla seconda porta NAND così come la terza porta NAND. In base ai loro ingressi, fornisce l'uscita e nella fase finale dalle porte NAND, l'uscita differenza D e l'uscita Barrow saranno alla loro uscita. L'equazione di uscita della differenza finale D è D = A B e equazione di tumulo B come B=A'B. Usando una diversa combinazione di porte NAND per costruire il semisottrattore, le equazioni finali di differenza e tumulo saranno solo D= A⊕B e B=A'B. Applicazioni of Half SubtractorCi sono varie applicazioni di questi sottrattore. In pratica sono semplici da analizzare. Alcuni di essi sono elencati come segue. Per sottrarre i numeri presenti nella posizione minima in corrispondenza delle colonne sono preferiti questi sottrtori. L'unità aritmetica e logica (ALU) presente nel processore preferisce questa unità per la sottrazione. Per ridurre al minimo le distorsioni nel suono questi vengono utilizzati. In base all'operazione richiesta il mezzo sottrattore ha la capacità di aumentare o diminuire il numero di operatori. I mezzi sottrtrattori vengono utilizzati nell'amplificatore. Durante la trasmissione dei segnali audio questi vengono utilizzati per evitare le distorsioni. Circuito mezzo sottrattore. In condizioni in tempo reale, la sottrazione di più numeri di bit non può essere eseguita utilizzando mezzi sottrattivi. Questo inconveniente può essere superato utilizzando il sottrattore completo.

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