考虑了创建无源和有源光电逻辑元件同时执行AND，NAND，OR，NOR，XOR，XNOR功能的可能性。与有源逻辑元件不同，无源逻辑元件没有自己的电源，由输入控制信号供电。光电子手段的使用允许输入和输出电路的可靠电气隔离，包括使用开放式光通信通道。此外，光电逻辑元件比数字逻辑的通常元件简单得多。

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　　无源光电逻辑元件

　　图1 显示了通用的无源光电逻辑元件电路之一的示例。这样的元件同时执行AND，NAND，OR，NOR，XOR，XNOR的功能，仅包含4个光电对U1-U4，并具有9个输出;其中6个具有高(Y1和Y2)和3个具有低(Y0)负载能力。请注意，为了尽可能简化逻辑元件，可以将晶体管及其随附的电阻排除在外，只能使用负载能力低(Y0)的输出。

　　图1 通用的无源输入光电逻辑元件，具有高(Y1和Y2)和低(Y0)负载能力。

　　考虑逻辑元素的操作。如果没有对输入X1和X2施加控制信号，则电流不会流过光耦合器对U1.1、U2.1、U3.1、U4.1的LED。因此，逻辑元件的所有输出Y0处都将存在高逻辑电平电压。

　　如果控制信号的“日志。1“级别应用于输入 X1，并且”日志。0“到输入X2，电流将流过光耦合器U1.1、U3.1的LED。输出 Y0 NAND 处的电压不会变化，在输出 Y0 NOR 和 Y0 XNOR 处，电压将降至“Log.0”电平。

　　当控制信号电平为“日志。0“被馈送到输入 X1 和”日志。1“，在输入X2处，电流将流过光耦合器对U2.1、U4.1的LED。电压在输出 Y0 NAND 处也不会改变，在输出 Y0 NOR 和 Y0 XNOR 处将有一个“Log.0".

　　最后，如果将高电平控制信号同时施加到输入X1和X2，电流将流过光耦合器对U1.1、U2.1的LED。Y0 NAND 的输出将具有“日志”级别。0";Y0 NOR的输出也将具有“日志”级别。0";Y0 XNOR的输出将处于“日志”级别。1".

　　当然，图1中的光电逻辑元件NAND/AND、NOR/OR或XNOR/XOR可以彼此分开使用。

　　无源光电逻辑元件的优缺点显而易见。一方面，没有外部电源电压源，另一方面，光耦合器的LED从信号源消耗足够高的电流。

　　有源光电逻辑元件

　　接下来考虑有源光电逻辑元件， 图2.此类元件具有高输入电阻，但需要电源E1(为此，可以使用接收部分E2的电源)。

　　图2中光电逻辑元件的工作原理与图1有些不同，差异相当明显。在没有输入信号的情况下，电流不会流过光耦合器的LED。所有输出 Y0 和、OR 和 XOR 处均存在低电压电平，请参见 表1.

　　图2 通用的有源光电逻辑元件，具有高(Y1和Y2)和低(Y0)负载能力。

　　表1 通用光电逻辑元件的真值表。

　　当电平的控制信号为“日志。1“应用于输入 X1 和”日志。0“到输入X2，电流流过光耦合器对U2.1和U3.1的LED。输出 Y0 AND 将具有“日志”级别。0";输出 Y0 OR 和 Y0 XOR 将为“日志。1".

　　当“日志。0“应用于输入 X1 和”日志。1“到输入X2，电流流过光耦合器对U1.1和U3.1的LED。在输出 Y0 和将有“日志。0";在输出 Y0 或和 Y0 XOR 处，将有“日志。1".

　　如果“日志。1“施加于输入X1和X2，电流将仅流过光耦合器对U3.1的LED。在输出 Y0 和 Y0 OR 处，将有一个“日志”级别。1";在输出 Y0 XOR 处将有“日志。0".

　　带无源或有源输入的光电逻辑元件

　　具有无源或有源输入的光电逻辑元件的另一种变体显示在 图3.设备的接收部分基于 单个晶体管上的通用逻辑元件.

　　图3 具有无源(左上)或有源(左下)输入的通用光电逻辑元件。

　　Michael A. Shustov 是技术科学博士、化学科学候选人，也是电子、化学、物理学、地质学、医学和历史领域 700 多部印刷作品的作者。