Porta OR x conexão de dois fios?

Eu não sou muito pessoa elétrica, mas estou tentando ter uma idéia sobre isso; portanto, tenha em mente que tenho muito pouco conhecimento fora da faculdade de física elétrica com cálculo e uma base sólida em lógica matemática. Eu estava aprendendo sobre coisas que você pode fazer com portas lógicas e me deparei com um somador. Eu gosto de tentar as coisas antes de olhar para a resposta, então criei meu próprio somador. A única diferença entre o meu somador e o do livro que estou lendo é que há uma porta OR no final do somador para o fio de transporte, enquanto eu apenas juntei dois fios. Parece-me que unir dois fios é idêntico a uma porta OR, pois não há eletricidade para fora do nó se não houver eletricidade e há alguma eletricidade para fora do nó se houver alguma para uma ou ambas as fontes .

Minha pergunta é: Qual é a diferença entre unir dois fios e criar uma porta OR adequada?

Meu palpite é que ele tem algo a ver com a quantidade de eletricidade (corrente?) No fio de saída do portão de 3 nós / OU, mas meu entendimento dos circuitos é um pouco enferrujado. Obrigado pela ajuda!

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

O que você precisa entender é como os níveis lógicos H e L são representados. Ambos os níveis lógicos H e L são representados por duas tensões, isto é, L NÃO significa potencial flutuante ou "não conectado".

L significa que a tensão é (próxima a) 0V, ou seja, conexão ao GND.

E é claro que H é indicado por uma tensão mais alta, por exemplo, 5V, ou seja, conexão à tensão de alimentação positiva.

Portanto, se duas saídas digitais tiverem valores diferentes (H e L), conectá-las causaria um curto-circuito, não uma porta OR.

Na maioria dos casos, na lógica digital, conectar duas saídas é incorreta.

Exceções são

• as chamadas saídas de três estados que podem estar no terceiro estado "Z". Z realmente significa alta impedância, ou seja, "sem conexão" e
• as chamadas saídas de coletor aberto (ou dreno aberto) que podem ser cabeadas em AND (semelhante ao que você queria fazer para OU). Mas então você precisa de um resistor de pull-up adicional.

Para evitar que as duas saídas entrem em conflito quando uma é alta e a outra baixa, os dois fios simples se tornam um diodo OU uma porta: -

Isso geralmente funciona muito bem, mas há uma leve degradação (0,5V) no nível de alta tensão que atinge a saída devido à queda de voltagem do diodo direto. Aqui está a característica direta de um diodo 1N4148: -

Se R for escolhido para causar uma corrente de cerca de 0,1 mA, a queda de voltagem será de cerca de 0,5 volts.

Isso pode funcionar?

Isso pode funcionar SOMENTE SE o nível lógico LOW do seu circuito for representado como um ponto não conectado [um ponto sem tensão em relação a qualquer outro ponto do seu circuito], algo como o seguinte circuito

Então sim, seu somador funciona conceitualmente, MAS

1 - E se os dois nós forem 'ALTOS', mas um deles for um pouco mais alto que o outro?

R: dado que existe um caminho resistivo muito baixo entre eles, você terá um curto-circuito . Uma quantidade enorme de corrente fluirá que queimará seu circuito

2 - E se eu quiser fazer interface com esse adicionador com outros dispositivos lógicos? será que vai dar certo ?

R: Não , não vai funcionar, por exemplo, você não pode interagir com esse tipo de adicionador com um dispositivo digital CMOS . Portanto, você precisa criar uma biblioteca de módulos digitais que funcionem dessa maneira, você deve criar seus próprios portões AND , OU , NÃO , NAND , que possam funcionar com esse tipo de lógica.

3 - E se solucionássemos esse problema e representássemos o estado 'LOW' como 0 volts e o estado 'HIGH' como - por exemplo, 5 volts, ainda podemos conectar esse adicionador a um dispositivo lógico CMOS ?

R: Não, você não pode, porque sempre que um dos dois nós for ALTO e o outro BAIXO, você terá um curto-circuito e uma quantidade enorme de corrente fluirá o suficiente para queimar seu circuito.

Portanto, esse tipo de lógica só é válido se você representar 'ALTO' e 'BAIXO' com um LED ou uma lâmpada [algo visível], mas não é uma maneira prática de implementar circuitos complexos e dispositivos de armazenamento usando esse tipo de lógica.

Às vezes, isso é feito em situações simples, como lógica de relé (em carros, sistemas de aquecimento central etc.). As características comuns são que a lógica baixa é um circuito aberto (não aterrado) e as impedâncias de entrada são baixas (a bobina de um relé é seu próprio resistor de pull-down) . Esses dois recursos andam de mãos dadas.

Como os exemplos de ensino costumam usar interruptores on / off como entradas e lâmpadas como saídas, eles podem funcionar dessa maneira, independentemente do ponto que estejam tentando fazer.

A razão básica para o seu "fio ou " não ser uma opção viável é que as entradas não são isoladas de si mesmas e da saída. O isolamento é crítico , para o bom funcionamento dos circuitos lógicos.