数字缓冲器——综合指南

有时电路可能需要在不依赖逆变器的情况下隔离电路的逻辑门。这就是数字缓冲器提供优势的地方。它不仅提供隔离功能，而且还增强了电路的信号强度。这是一种有效的方法，因为它确保了电路的最佳性能。通常，这些也将电压从一个电路传输到另一个电路。了解数字缓冲区是目的，它的功能似乎势不可挡。在 WellPCB，我们将朝着正确的方向发展数字缓冲器。那么让我们开始吧！

什么是数字缓冲器？

（数字缓冲符号）

来源：维基共享资源

数字缓冲器，也称为电压缓冲器，用作电子电路元件。通常，它将输入和输出源彼此隔离。在隔离过程中，电压缓冲器会施加与其输入电压匹配的电压。它还可以从电路中减去电压。因此，在不干扰主电路的情况下，流经它的电流最小，从而使其免受损坏。通常，这些需要低电压电平，理想的电压为 0V 或 5V。

（显示继电器的图片）

此外，这有助于防止信号源通过灯、继电器和螺线管等负载发生变化。数字缓冲器还为寄存器、触发器和总线驱动器等常见应用提供开启和关闭数据传输控制功能，这使得它们极为重要。它们由输出端子组成，根据输入值提供高或低信号。

我们为什么要使用数字缓冲器？

（数字缓冲器将电压从一个电路传输到下一个电路。）

数字缓冲器将电压从高输出阻抗传输到具有低输入阻抗的第二个电路。这将防止高阻抗破坏主电路。此外，它还提高了电流容量，使开关晶体管更高效地工作。

数字缓冲器的类型

目前，两种主要的数字缓冲器存在单输入电压缓冲器和三态数字缓冲器。

单输入电压缓冲器

单输入电压缓冲器不执行输入信号反转或修改。存在两种类型，反相缓冲器和同相缓冲器。

反相缓冲器

反相缓冲器配置为与输入源相反的状态。例如，如果输出设置为低，它会将输入设置为高。逆变器的常见应用包括状态机、解码器和各种其他数字设备。

同相缓冲器

顾名思义，非反相缓冲器不执行反相。在这种情况下，它的输入将吸收高或低电压并输出其值。输入决定了输出端是提供高值还是低值。在这种情况下，输出设置为与输入设置一样高。

三态数字缓冲器

三态缓冲器用作输入控制开关，以电子方式切断输入电路的输出。这通过其使能信号输入引脚或外部控制发生。实际上，控制信号充当逻辑 0 或逻辑 1 信号，将三态缓冲器置于输出正常执行的状态。它也可能进入另一种断开或阻止其输出的状态。

然后，输出在处于第三状态时关闭，导致电路打开。因此，输出不会设置得太高或太低。相反，它会产生一个高阻抗，称为 HIGH-Z 或 HI-Z，对输入信号无响应。实际上，来自电源的电流仍然被阻断。

我们还详细介绍了以下三种三态数字缓冲器：

高电平有效三态数字缓冲器

将高正信号施加到使能引脚后，输出引脚将连接到输入引脚。这会触发高电平有效的三态缓冲器。

向使能引脚施加低或负信号会导致输出与输入断开连接。之后，它设置为 HI-Z 状态，迫使输出保持对输入无响应。同时，输出配置为开路状态。

低电平有效三态数字缓冲器

在低电平有效三态缓冲器中，输出连接到输入。此外，这发生在向使能引脚施加低或负信号之后。但是，向使能引脚施加高电平或正信号会产生不同的效果。那是因为它会导致输出与输入断开连接。然后，输出进入开路状态，同时保持 HI-Z 状态。

I反相三态数字缓冲器

在活动三态缓冲器期间，门和使能引脚用作逻辑非门。向使能引脚施加高电平或正信号会使其激活。从那里开始，它将与普通逻辑门类似地运行。这种情况会导致输出与输入相反。如果使能引脚接收到低或负信号，则输出将配置为开路或高阻。

缓冲门的用途是什么？

（显示缓冲门符号的图像）

来源：维基共享资源

缓冲门的作用涉及在电路上执行信号放大。它通过提高微弱信号的电流容量，为其提供负载驱动能力来实现这一点。通常，缓冲电路在输出端包含一个没有反相器气泡的三角形。缓冲器也可能在集电极开路输出上形成。模拟信号，例如传感器，可以通过其门连接到数字输入。

缓冲器和逆变器有什么区别

（图片显示电路中的逆变器示例）

来源：维基共享资源

反相器执行电路输入信号与输出的反相过程。例如，当输入配置为 LOW 时，它将输出设置为 HIGH。并且，当输入设置为高时，它将强制输出为低。同时，缓冲区略微提高了信号强度。

数字缓冲器的应用

控制电路：适用于地铁、飞机和制造过程。

（数字缓冲区在地铁中很常见）

温度测量电路：温度测量电路的例子包括锅炉和在寒冷地区飞行的飞机。

（锅炉包含一个用于测量温度的数字缓冲器）

应变计电路：这些电路测量飞机机翼、桥梁和建筑物工字梁中的缺陷。

（数字缓冲器可以帮助测量飞机机翼中发现的缺陷。）

总结

总的来说，电压缓冲器将电压从高阻抗传输到另一个低阻抗电路。此外，它将通过放大增强电路的信号。主要目的之一是将电路的输入和输出源相互隔离。实际上，电压降低或匹配输入。实现这一点允许在保护主电路的同时流过最小的电流。此外，数字缓冲器对寄存器至关重要，因为它们提供了开关数据传输控制功能。

您对数字窃听器有任何疑问吗？欢迎随时联系我们！