原标题：分数逻辑的二进制元素

　　在这个设计理念中，提出了由两个节点组成的逻辑元件——一个输入电阻矩阵和一个阈值模块，基于分数逻辑原理工作。分数逻辑的不同之处在于“Log.1“电平在电阻矩阵中被转换成”Log.1/n“级别，其中 n 是输入的数量。如果阈值元件输入端信号的加和超过开关阈值，则阈值模块的切换。由于使用了两个外壳(节点)，分数逻辑的二进制元件允许替换多输入逻辑元件AND/NAND和OR/NOR的各种外壳，这将大大简化和降低制造电子产品的成本。

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　　电子元件称为由两个互连的电路节点组成的电子结构。以下是基于分数逻辑原理[1，2]并由两个节点组合而成的数字电子基本节点的描述。

　　这些节点中的第一个是电阻矩阵， 图1，其电阻值满足某些要求。

　　图1 分数逻辑二进制元件的输入电阻矩阵。

　　第二个节点或阈值模块， 图2，包含两个比较器，开关电压由电阻R1a和R2b(阈值开关电压)设定。

　　图2 分数逻辑二进制元素的阈值模块。

　　分数逻辑与传统逻辑完全兼容，并具有相同的基本元素集。分数逻辑的不同之处在于“Log.1“电平在逻辑元件的输入电路中被转换成”Log.1/n“级别，其中 n 是输入的数量，例如，“日志。1/2“， ”日志.1/3“， ”日志.1/4“等所有这些信号的权重之和等于 1(“Log.1"):

　　考虑对电阻矩阵电阻的要求，图1。为了使输入信号在电阻R2(矩阵AND的输出)上相加，必须满足以下条件：R>>(R1 + R2);这些电阻必须相差大约两个数量级。

　　当信号“日志。1“ 带电压 U在 应用于任何输入 X1–X4，当前 Ii=1 流经电阻 R ：

　　为了切换比较器，图1中电阻R2上的压降必须超过比较器U的开关电压。千 当高电平信号应用于逻辑元件的所有输入时：

　　显然，对于双输入元件AND时，比较器的切换应该发生在“Log”的信号时。1“电平应用于其两个输入，但当此电平的信号施加到其输入之一时则不应用于。

　　因此，对于三输入逻辑元件AND，当信号施加到其3个输入而不是2个输入时，应进行比较器的切换。

　　对于逆变器、中继器(n=1)，以及具有任意输入数量的OR和NOR元件，电阻R1 + R2的电阻值可以通过以下公式确定：

　　对于OR/NOR逻辑元件，当控制电压施加到其任何输入时，电阻R1+R2上的压降将明显超过阈值元件(比较器)的开关阈值。

　　R2 的计算在 n>1 对于逻辑元素 AND，NAND 由以下公式执行：

　　或者对于 n=4：

　　从这里，您可以确定电阻R1的电阻值。

　　输入电压的极限偏差 ±ΔU在 相对于 U在，其中具有 n 个输入的分数逻辑元件可靠运行 (n>1)是可能的，可以定义为：

　　并且，在 n=4 是 ±14.7%。

　　在条件下 U在=VCC(器件从单个电源工作)，即使电源电压发生显著变化，分数逻辑元件也会自动调整到最佳工作模式。

　　实现 OR 函数的输入数量没有限制。为了实现AND/NAND功能，输入数量正式没有限制，但为了逻辑元件的稳定可靠运行，值得将输入数量限制为四个。

　　将电阻矩阵(R>>(R1+R2))的四个电阻中的三个连接到公共总线(如果逻辑元件的其中一个输入提供“Log.1“，对于其他三个 - ”日志。0“) 不影响电阻 R2 上的电压。

　　四输入逻辑元件 4OR/4NOR 或 4AND/4NAND 的合成选项在 图3.

　　图3 用于从两个节点获取四输入分数逻辑元件的选项。

　　反过来，可以从这些元素中获得其他元素，例如，NOT，2NAND和许多其他元素(图4).

　　图4 使用分数逻辑元素的选项。

　　要将 2XOR/XNOR 函数实现为分数逻辑元素的一部分，对输入节点进行修改， 图5，将是必需的。电阻分压器的电阻值与OR/NOR元件的电阻值相同。

　　图5 分数逻辑 2XOR/2XNOR 的双输入逻辑元件的输入节点。

　　图6 显示了从两个节点获取 2XOR/2XNOR 元素的替代选项。

　　图6 分数逻辑 2XOR/2XNOR 元素的变体。

　　分数逻辑二进制元素的优点是：

　　与前几代逻辑元件兼容，能够在电源电压和输入信号电平范围内工作，从单位到几十伏。

　　创建分数逻辑并使用优先级输入的可能性，其逻辑信号的权重是通常输入(分别为1/3和1/4)逻辑信号权重的两倍，三倍或更多倍(例如，2/3，3/4)。这将允许您根据输入信号的重要性程度对输入信号进行排名。

　　分数逻辑元件可以使用输入电平值为“Log.–1";“日志。0";“日志。+1".

　　由于使用了两个外壳(节点)，分数逻辑的二进制元件允许一个单元取代多输入逻辑元件和/NAND和OR/NOR的广泛外壳，这将大大简化和降低电子产品的生产成本。