Was ist ein Halbsubtrahierer: Arbeiten und seine Anwendungen, K-MAP, Schaltung mit NAND-Gatter

Um die Informationen wie Licht oder Ton von einem Punkt zum anderen zu verarbeiten, können wir analoge Schaltkreise verwenden, indem wir geeignete Eingänge in Form von analogen Signalen geben. Bei diesem Vorgang besteht die Möglichkeit, dass Rauschen von den analogen Eingangssignalen aufgenommen wird, was zu einem Verlust des Ausgangssignals führen kann. Um diese zu überwinden, sind digitale Schaltungen implementiert. Digitale Schaltungen können mit logischen Gattern entworfen werden. Logikgatter sind eine elektronische Schaltung, die logische Operationen basierend auf ihren Eingängen durchführt und dem Ausgang nur ein einziges Bit gibt, entweder niedrig (Logik 0 = Spannung Null) oder hoch (Logik 1 = hohe Spannung). Kombinierte Schaltungen können mit mehr als einem Logikgatter entworfen werden. Diese Schaltungen sind schnell und zeitunabhängig ohne Rückkopplung zwischen Eingang und Ausgang. Kombinatorische Schaltungen sind nützlich für arithmetische und boolesche Operationen. Die besten Beispiele für kombinatorische Schaltungen sind Halbaddierer, Volladdierer, Halbsubtrahierer, Vollsubtrahierer, Multiplexer, Demultiplexer, Encoder und Decoder wird verwendet, um die beiden Bits von der Eingabe zu subtrahieren. Hier hängt die Ausgabe des Subtrahierers rein von den aktuellen Eingaben ab und hängt nicht von vorherigen Stufen ab. Die Ausgänge des Halbsubtrahierers sind Differenz und Barrow. Es ist ähnlich wie bei der arthimetischen Subtraktion, bei der wir, wenn der Subtrahend größer als der Minuend ist, einen Borrown B = 1 wählen würden, sonst würde der Borrown null B = 0 bleiben. Um es besser zu verstehen, gehen wir auf die unten gezeigte Wahrheitstabelle ein. Halb-Subtrahierer-BlockdiagrammDie Wahrheitstabelle Die Halb-Subtrahierer-Wahrheitstabelle zeigt die Ausgangswerte gemäß den Eingängen, die an den Eingangsstufen angelegt werden. Die Wahrheitstabelle ist in zwei Teile gegliedert. Der linke Teil wird als Eingangsstufe und der rechte Teil als Ausgangsstufe bezeichnet. In digitalen Schaltungen zeigen Eingang 0 und Eingang 1 logisch niedrig und logisch hoch an. Gemäß der Konfiguration bedeutet logisch niedrig Nullspannung, logisch hoch bedeutet hohe Spannung (wie 5 V, 7 V, 12 V usw.). Eingänge AusgängeInput – AInput – BDifference -DBarrow – B 000010 1001111100Wahrheitstabelle ErklärungWenn die Eingänge A und B null sind, sind auch die Ausgänge der Halbsubtrahierer D und B null. Wenn Eingang A hoch und B null ist, ist die Differenz hoch, dh 1 und Barrow ist nullWenn Eingang A null und Eingang B hoch ist, dann sind die Ausgänge von D und B jeweils hoch. Wenn beide Eingänge hoch sind, sind beide Ausgänge des Halbsubtrahierers null. Aus der obigen Wahrheitstabelle können wir Finden Sie die Gleichung für die Differenz (D) und Barrow (B). Gleichungen für die Differenz-D: Die Differenz ist hoch, wenn die Eingänge A=1, B=0 und A=0, B=1 sind. Aus dieser Aussage folgt D = AB'+A'B = A⊕B. Gemäß der D-Gleichung bezeichnet es das Ex-oder-Gatter. D=A⊕BGleichungen für Barrow-B: Barro ist nur dann hoch, wenn Eingang A niedrig und B hoch ist. Ab diesem Punkt lautet die Gleichung für Barrow B B= A'BB=A'BAus den obigen Differenz- und Barrow-Gleichungen können wir den Halb-Subtrahierer-Schaltplan mit der K -MapK entwerfen – MapKarnaugh-Abbildung vereinfacht den Ausdruck der Booleschen Algebra für die halbe Subtrahiererschaltung. Dies ist die offizielle Methode, um die Boolesche Algebra-Gleichung für jede Schaltung zu finden. Lösen wir die booleschen Ausdrücke für die Halbsubtrahiererschaltung mit K-map.K-Map for Difference (D) und Barrow (B)K-Map für Differenz (D) und Barrow (B) Gemäß K-Map ist der erste Implikant A'B und der zweite Implikant ist AB'.Wenn wir diese beiden Implikantengleichungen vereinfachen, erhalten wir die vereinfachte Gleichung für die Differenz von DD =A'B+AB'Dann ist D=A⊕B. Diese Gleichung zeigt einfach das Ex-OR-Gatter an. Um den vereinfachten Booleschen Ausdruck für Barrow B zu finden, müssen wir dem gleichen Prozess folgen wie für Differenz D. Daher ist B = A'B. Half Subtractor using NAND GatesNAND Gate and NOR-Gatter werden universelle Gatter genannt. Hier wird das NAND-Gatter als universelles Gatter bezeichnet, da wir jede Art von digitaler Schaltung mit n Kombinationen von NAND-Gattern entwerfen können. Aufgrund dieser Besonderheit wird das NAND-Gatter als universelles Gatter bezeichnet. Jetzt entwerfen wir eine Halb-Subtrahierer-Schaltung mit NAND-Gattern.Halb-Subtrahierer-implementiert-mit-NAND-GatternWir können die Halb-Subtrahierer-Schaltung mit fünf NAND-Gattern entwerfen. Betrachten Sie A und B als die Eingänge der ersten Stufe des NAND-Gatters, dessen Ausgang wieder als ein Eingang mit dem zweiten NAND-Gatter verbunden ist sowie das dritte NAND-Gatter. Gemäß ihren Eingängen gibt es den Ausgang und in der Endstufe der NAND-Gatter werden der Differenzausgang D und der Barrow-Ausgang B an ihrem Ausgang sein. Die endgültige Differenz D-Ausgangsgleichung ist D = A ⊕B- und Barrow-B-Gleichung als B=A'B. Durch die Verwendung verschiedener Kombinationen von NAND-Gattern zum Aufbau des Halbsubtrahierers sind die endgültigen Differenz- und Barrow-Gleichungen nur D= A⊕B und B=A'B.Anwendungen of Half SubtractorEs gibt verschiedene Anwendungen dieser Subtrahierer. Praktisch sind sie einfach zu analysieren. Einige von ihnen sind wie folgt aufgelistet. Um die Zahlen an der kleinsten Position in den Spalten zu subtrahieren, werden diese Subtrahierer bevorzugt. Die im Prozessor vorhandene Arithmetik- und Logikeinheit (ALU) bevorzugt diese Einheit für die Subtraktion. Um die Verzerrungen im Klang zu minimieren diese werden verwendet. Basierend auf der erforderlichen Operation kann der Halbsubtrahierer die Anzahl der Operatoren erhöhen oder verringern. Halbsubtrahierer werden im Verstärker verwendet. Während der Übertragung der Audiosignale werden diese verwendet, um die Verzerrungen zu vermeiden Halbsubtrahiererschaltung. Unter Echtzeitbedingungen kann das Subtrahieren mehrerer Bitzahlen nicht unter Verwendung von Halbsubtrahierern erfolgen. Dieser Nachteil kann durch die Verwendung von Full Subtractor überwunden werden.

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