回路図(2)
今回は(3)の回路です。この回路はデコーダ回路を構成しています。
デコーダ回路
さて、前回までにクロック回路と分周回路を説明しました。これらの回路からスイッチ回路を駆動するための信号を生成する必要があります。そのためには2bitの信号をデコードします。2bitなので、4分割が可能ですが、必要な信号は3種類なので次のように時分割することを考えます。
1/2時間をネット、1/4をボール、1/4をネットに割り当てて表示することにします。デコード回路の実装を考えましょう。スイッチのON条件は負論理となっているとします。ネット用信号のデーコード回路は簡単ですね。クロック信号を直結で問題ありません(bit0をネット信号に割り当て)。では次にボールとネットを考えます。
ネットが選択されていなときはボールもしくはボールの表示期間となります。また、分周回路の出力をボールに割り当て、分周回路の反転をコートに割り当てます。したがって、NAND回路を構成する必要があることがわかると思います。(今回は発振回路は常に相補出力が得られるため、NOT回路は不要です。)実装はおそらくシンプルだと思います。
NAND回路及びレベルシフト回路
これで、信号は生成できるのですがスイッチ回路を駆動するためにレベルシフトを行う必要があります。同時にデコーダ回路で必要なNAND回路も構成します。回路の一部を再現してシミュレーションしてみました。
この回路はRTL回路が基本ですね。
あまりにも初期の論理回路構成方式です。TTLは教科書に載ってもRTL回路が普通、21世紀の本にまず乗ることはないでしょう。たぶん。アポロの誘導コンピューターに使用されていたみたいですね。
この回路のシミュレーション結果は次の通りです。
赤、青が入力、緑が出力です。赤と青が両方ともHIGHレベルのとき出力がLOWレベルのことがよくわかります。また、入力は5V, 6Vに対して出力のレベルはおおむね-6V, +6Vであることもわかります。これによって、電圧レベルが変換されるので次回説明するスイッチ回路を駆動することができます。
とりあえず、基本動作させ見れればよいので、細かい確認はしないことにします。
ようやく、終わりが見えてきました。次回で最終回になる予定です。
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