디지털 버퍼 – 종합 가이드

때때로 회로는 인버터에 의존하지 않고 회로의 논리 게이트를 분리해야 할 수도 있습니다. 이것이 디지털 버퍼가 장점을 제공하는 곳입니다. 절연 기능을 제공할 뿐만 아니라 회로의 신호 강도도 향상시킵니다. 이것은 최적의 회로 성능을 보장하기 때문에 효과적인 접근 방식입니다. 일반적으로 이들은 또한 한 회로에서 다른 회로로 전압을 전송합니다. 디지털 버퍼를 이해하는 것이 목적이며 그 기능이 압도적으로 보일 수 있습니다. WellPCB에서 디지털 버퍼를 향한 올바른 방향을 안내해 드리겠습니다. 그럼 시작하겠습니다!

디지털 버퍼란 무엇입니까?

(디지털 버퍼 기호)

출처:Wikimedia Commons

전압 버퍼라고도 하는 디지털 버퍼는 전자 회로 요소의 역할을 합니다. 일반적으로 입력 소스와 출력 소스를 서로 분리합니다. 절연 프로세스 동안 전압 버퍼는 입력 전압과 일치하는 전압을 적용합니다. 또한 회로에서 전압을 뺄 수도 있습니다. 결과적으로 주 회로를 방해하지 않고 최소한의 전류가 흐르므로 손상으로부터 안전합니다. 일반적으로 0V 또는 5V에 이상적인 낮은 전압 레벨이 필요합니다.

(릴레이를 보여주는 이미지)

또한 이는 램프, 릴레이 및 솔레노이드와 같은 부하를 통해 신호 소스가 변경되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 디지털 버퍼는 레지스터, 플립 플롭 및 버스 드라이버와 같은 일반적인 애플리케이션을 위한 온/오프 데이터 전송 제어 기능도 제공하므로 매우 중요합니다. 이들은 입력 값에 따라 높거나 낮은 신호를 전달하는 출력 단자로 구성됩니다.

디지털 버퍼를 사용해야 하는 이유

(디지털 버퍼는 한 회로에서 다음 회로로 전압을 전송합니다.)

디지털 버퍼는 높은 출력 임피던스의 전압을 낮은 입력 임피던스의 두 번째 회로로 전송합니다. 이렇게 하면 높은 임피던스가 주 회로를 방해하는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 전류 용량을 높여 스위치 트랜지스터가 더 효율적으로 작동하도록 합니다.

디지털 버퍼의 유형

현재 두 개의 주요 디지털 버퍼는 단일 입력 전압 버퍼와 3상 디지털 버퍼로 존재합니다.

단일 입력 전압 버퍼

단일 입력 전압 버퍼는 입력 신호 반전 또는 수정을 수행하지 않습니다. 반전 버퍼와 비반전 버퍼의 두 가지 유형이 있습니다.

역 버퍼

반전 버퍼는 입력 소스의 반대 상태로 구성됩니다. 예를 들어, 출력이 로우로 설정되면 입력을 하이로 설정합니다. 인버터의 일반적인 응용 프로그램에는 상태 머신, 디코더 및 기타 다양한 디지털 장치가 포함됩니다.

비반전 버퍼

이름에서 알 수 있듯이 비 반전 버퍼는 반전을 수행하지 않습니다. 이 경우 입력은 HIGH 또는 LOW 전압을 끌어와 값을 출력합니다. 입력은 출력 단자가 HIGH 또는 LOW 값을 전달하는지 여부를 결정합니다. 이 상태에서 출력은 입력이 설정되는 한 높게 설정됩니다.

3상 디지털 버퍼

입력 제어 스위치 역할을 하는 3상 버퍼는 입력 회로의 출력을 전자적으로 차단합니다. 이것은 활성화 신호 입력 핀 또는 외부 제어를 통해 발생합니다. 실제로 제어 신호는 논리 0 또는 논리 1 신호로 작동하여 Tri-state 버퍼를 출력이 정상적으로 수행하는 상태로 만듭니다. 또한 출력을 차단하거나 연결을 끊는 다른 상태로 들어갈 수도 있습니다.

그런 다음 세 번째 상태에서 출력이 차단되어 회로가 열립니다. 결과적으로 출력이 너무 높거나 낮게 설정되지 않습니다. 대신 입력 신호에 응답하지 않는 HIGH-Z 또는 HI-Z라고 하는 높은 임피던스를 생성합니다. 실제로 공급 장치의 전류는 차단된 상태로 유지됩니다.

또한 아래에서 세 가지 유형의 3상 디지털 버퍼에 대해 자세히 설명했습니다.

액티브 하이 3상태 디지털 버퍼

출력 핀은 활성화 핀에 높은 양의 신호를 적용한 후 입력 핀에 연결됩니다. 이것은 활성 높은 삼중 상태 버퍼를 트리거합니다.

인에이블 핀에 로우 또는 네거티브 신호를 적용하면 출력이 입력에서 분리됩니다. 그 후 HI-Z 상태로 설정되어 출력이 입력에 응답하지 않는 상태로 유지됩니다. 한편, 출력은 개방 회로 상태로 구성됩니다.

활성 낮은 3상태 디지털 버퍼

활성 낮은 3상태 버퍼에서 출력은 입력에 연결됩니다. 또한, 이것은 활성화 핀에 낮거나 음의 신호를 인가한 후에 발생합니다. 그러나 인에이블 핀에 하이 또는 포지티브 신호를 적용하면 다른 효과가 나타납니다. 그것은 출력과 입력의 연결을 끊기 때문입니다. 그런 다음 출력은 HI-Z 상태를 유지하면서 개방 회로 상태로 들어갑니다.

I3-상태 디지털 버퍼 변환

활성 3상태 버퍼 동안 게이트 및 활성화 핀은 논리 NOT 게이트로 작동합니다. 활성화 핀에 하이 또는 포지티브 신호를 적용하면 활성화됩니다. 거기에서 일반 논리 게이트와 유사하게 작동합니다. 이 조건은 출력이 입력과 반전되도록 합니다. 인에이블 핀이 로우 또는 네거티브 신호를 수신하면 출력은 개방 회로 또는 HI-Z로 구성됩니다.

버퍼 게이트의 목적은 무엇입니까?

(버퍼 게이트 기호를 보여주는 이미지)

출처:Wikimedia Commons

버퍼 게이트의 역할은 회로에서 신호 증폭을 수행하는 것입니다. 이는 약한 신호의 전류 용량을 개선하고 부하 구동 기능을 제공하여 이를 달성합니다. 일반적으로 버퍼 회로는 출력 단자에 인버터 버블이 없는 삼각형을 포함합니다. 버퍼는 오픈 컬렉터 출력에도 형성될 수 있습니다. 센서와 같은 아날로그 신호는 게이트를 통해 디지털 입력에 연결할 수 있습니다.

버퍼와 인버터의 차이점

(회로 상의 인버터의 예를 보여주는 이미지)

출처:Wikimedia Commons

인버터는 회로의 입력 신호를 출력으로 반전시키는 과정을 수행합니다. 예를 들어 입력이 LOW로 구성되면 출력을 HIGH로 설정합니다. 그리고 입력이 HIGH로 설정되면 출력을 LOW로 강제 설정합니다. 한편, 버퍼는 신호의 강도를 약간 향상시킵니다.

디지털 버퍼의 응용

제어 회로:지하철, 항공기 및 제조 공정에 유용합니다.

(디지털 버퍼는 지하철에서 흔히 볼 수 있음)

온도 측정 회로:온도 측정 회로의 예로는 추운 지역을 비행하는 보일러와 비행기가 있습니다.

(보일러에는 온도를 측정하기 위한 디지털 버퍼가 포함되어 있습니다)

스트레인 게이지 회로:항공기 날개, 교량 및 건물의 I-빔에서 발견되는 결함을 측정합니다.

(디지털 버퍼는 비행기 날개에서 발견되는 결함을 측정하는 데 도움이 될 수 있습니다.)

요약

전반적으로 전압 버퍼는 높은 임피던스에서 낮은 임피던스를 가진 다른 회로로 전압을 전송합니다. 또한 증폭을 통해 회로의 신호를 강화합니다. 주요 목적 중 하나는 회로의 입력 및 출력 소스를 서로 분리하는 것입니다. 실제로 전압은 감소하거나 입력과 일치합니다. 이를 달성하면 주 회로를 보호하면서 최소한의 전류가 흐르게 됩니다. 또한 디지털 버퍼는 온-오프 데이터 전송 제어 기능을 제공하기 때문에 레지스터에 매우 중요합니다.

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