Loogikalülide olemus.

Selleks,et selgitada loogikalülide olemust ning rolli elektroonikas on vaja alustada natuke kaugemalt ning püüda aru saada mõistest analooglülitused ja digitaallülitused ning sellest, mis neid eristab. See,et loogikalüli teostab teatud kindlat loogilist tehet ja annab sellega võimaluse koostada ning konstrueerida erineva keerukusega loogilisi ahelaid ja protsesse elektrooniliselt, on kogu asja üks külg. Tegelikkuses peame veel mõistma selle saladusliku digitaalse signaali ja analoogsignaali vahet.

Analoogsignaal on selline signaal,mis omab igal ajahetkel suvalisi väärtuseid ning on ajas katkematu ja pidev .Numbriline signaal on aga selline signaal,millel on kindlad väärtused kindlatel ajahetkedel.

Pilt 1. Analoogsignaal ja numbriline signaal. Autori joonised.

Pildil 1 ülemisel joonisel on kujutatud analoogsignaal. Näeme, et tõepoolest signaali hetkväärtus u on kogu aeg muutuv ning on igal ajahetkel erineva hetkväärtusega. Selliste signaalidega tegelebki analoogelektroonika. Vaadates aga signaali kuju alumisel joonisel, näeme, et sellel signaalil on ainult kaks erinevat väärtust: madal signaalinivoo Uo ning kõrge signaalinivoo U1,kusjuures nad vahelduvad kindlatel ajahetkedel. Suhteliselt lihtne on mõista, et tegemist on kõige lihtsama informatsiooni edastusega: madalpingenivoo Uo tähendab näiteks loogilist "0" ja kõrge pingenivoo U1 tähendab näiteks loogilist "1".

Tegelikult anname me edasi mitte lihtsalt nivood väärtusega "0" või nivood väärtusega "1", vaid nende vaheldumist ühest olekust teise. Teiste sõnadega on meie jaoks oluline muutus kahe oleku vahel. Seda informatsiooni muutust nimetatakse bitiks ning seega on bitt informatsiooni kahendühik.

Kui selliseid muutusi ehk teisisõnu madalate ja kõrgete nivoode vaheldumisi on järjestiku mitu, võib need muutused välja kirjutada järgneva jadana :

10011001 jne.

Kui me seda nüüd nö. kodeerima hakkame ja neid nivoode vaheldumisi e.bitte lugema teatud arvu kaupa ehk hakkame neid "riivima", saame sõnad, mis koosnevad näiteks kaheksast bitist ehk ühest baidist. Loomulikult toimub see kõik kindlatel ajahetkedel, mis antakse arvutis ette ja tagatakse taktsagedusega.

Järeldus

Kogu seda juttu kokkuvõttes võib öelda, et oluline on mõista - bitid ja baidid ei ole mingid abstraktsed asjad, mis kuskil arvuti sees on, vaid tegemist on elektriliste signaalide vaheldumisega. Tegemist on madalamate ja kõrgemate pingenivoodega ja NEID SAAB MÕÕTA. Edaspidi nimetame neid signaale lihtsalt loogiliseks "0" ja loogiliseks "1".Need on loogilised signaalid.

Sõltuvalt loogikaelementide tüübist ja ehitusest on need signaalide nivood mõneti erinevate väärtustega, kuid ikka kehtib põhimõte, et "0" on madalad pingenivood ja "1" on kõrgemad pingenivood.

Elektroonikalülitused, mis tegelevad diskreetsete loogiliste signaalidega on digitaallülitused.

Loogikalülide liigitus.

Loogikalülisid on võimalik liigitada erinevate parameetrite järgi, kuid piirdume siinjuures liigitamisega nende tehnoloogilise ehituse ja konstruktsiooni järgi. Loogikalülituste talitus põhineb peaasjalikult transistorlülititel. Neist koostatakse loogikaelemendid, nendest aga saab koostada trigereid. Loogikaelementidest ja trigeritest kokku aga saab moodustada erinevaid loogika liitlülitusi nagu näiteks: registrid, loendurid, dekoodrid, kommutaatorid jne.

Enamlevinud tehnoloogiad integraalsete loogikalülituste valmistamisel on:

1. TTL - transistor-transistor loogika. Koostatud bipolaartransistorite baasil ja ei karda selle tõttu staatilist elektrit.

2. KMOP - komplementaarsete MOP transistoritega loogikalülitused.

3. CMOS - n ja p kanalitega MOS (Metal oxide semiconductor) väljatransistoritega loogikalülitrused.

4. VMOS - V kujulise kanaliga MOS väljatransistoritega loogikalülitused.

5. JMOS - pn siirdega MOS väljatransistoritega loogikalülitused.

6. NMOS - n kanaliga MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) transistoritega loogikalülitused.

Kõikidel nendel liikidel on omad head ja ka mitte nii head küljed, kuid kõik nad on leidnud küllaltki laialdast kasutamist. Lähemalt tuleb nede kasutamisest juttu käesoleva õppematerjali alampunktis "Loogikaskeemide kasutamine".