Основные логические функции можно осуществить с помощью самых разнообразных элементов: реле, электронных ламп, полупроводниковых приборов. В настоящее время большое распространение получили логические элементы, построенные на магнитных усилителях.
В основу работы магнитных логических элементов положен принцип действия магнитного усилителя, рассмотренный в подразделе 5.3. Однако по схемному выполнению логические элементы несколько отличаются от рассмотренного ранее магнитного усилителя. Это объясняется тем, что логические элементы предназначены для работы в цепочке, т.е. друг на друга, а обычные магнитный усилитель так работать не может.
На рис. 8.16 показаны два магнитных усилителя, включенных последовательно. Из-за встречного включения полупроводниковых диодов Др1 и Ду2 один усилитель не может непосредственно управлять другим. Для устранения этого явления включают развязывающий резистор R, который создает путь как для рабочего тока первого усилителя iр1, так и для тока управления второго iy2.
Если сигнал управления первого усилителя Uy1 отсутствует, то переменная ЭДС e~ в его цепи управления каждую первую половину периода намагничивает сердечник, возвращая его в исходное положение. Каждую вторую половину периода ЭДС e~ в рабочей обмотке этого усилителя перемагничивает сердечник в обратном направлении.
Это перемагничивание требует незначительного тока (намагничивающего тока), поэтому падение напряжения от этого тока на резисторе R практически равно нулю. Следовательно, напряжение управления второго усилителя Uy2 = 0 и на его выходе тоже Uвых = 0.
Если же на входе первого усилителя появится запирающий сигнал Uy1³ e~, то перемагничивания сердечника током цепи управления не произойдет, сердечник останется в состоянии постоянного насыщения и в рабочей цепи появится ток ip1, значение которого ограничивается только сопротивлением резистора R. Этот ток создаст на резисторе R большое падение напряжения Uy2, которое запрет цепь управления второго усилителя.
В результате на его выходе появится напряжение Uвых. Таким образом, благодаря сопротивлению R один магнитный усилитель может управлять другим.
Для реализации функции ИЛИ на вход логического элемента включаются диоды.
Схема их включения изображена на рис. 8.17, a. При подаче управляющего напряжения на любой вход оно окажется приложенным к резистору R, запрет цепь управления, и на выходе усилителя появится напряжение UY. Если же сигнал отсутствует на всех входах, то ничто не мешает сердечнику перемагничиваться под действием ЭДС е~, и на выходе напряжение UY = 0.
Функция И реализуется магнитным элементом, у которого для каждого сигнала имеется отдельный вход с сопротивлением R (рис. 8.17, б). Так как все входы включены параллельно, то лишь при наличии сигналов на всех входах (в данном случае два входа) цепь управления полностью запирается, перемагничивания сердечника током управления не происходит, и на выходе появляется напряжение UY.
Элемент НЕ изображен на рис. 8.17, в. У этого элемента в цепи управления отсутствует источник ЭДС е~, и перемагничивание сердечника производится напряжением управления UX1. Поэтому при наличии сигнала UX1 на входе сигнал на выходе UY отсутствует, и наоборот.
