ڈیجیٹل بفر - ورکنگ ، ڈیفینیشن ، ٹیوتھ ٹیبل ، ڈبل الٹ ، فین آؤٹ

ایک بفر اسٹیج بنیادی طور پر ایک پر منحصر انٹرمیڈیٹ اسٹیج جو ان پٹ کرنٹ کو آؤٹ پٹ لوڈنگ سے متاثر ہوئے بغیر آؤٹ پٹ تک پہنچنے کی اجازت دیتا ہے۔

اس پوسٹ میں ہم یہ سمجھنے کی کوشش کریں گے کہ ڈیجیٹل بفر کیا ہیں ، اور ہم اس کی تعریف ، علامت ، سچائی ٹیبل ، منطق کا استعمال کرتے ہوئے ڈبل الٹا 'نہیں' گیٹ ، ڈیجیٹل بفر فین آؤٹ فین ان ، ٹرائی اسٹیٹ بفر ، ٹرائی اسٹیٹ بفر سوئچ مساوی ، ایکٹو 'ہائی' ٹرائی اسٹیٹ بفر ، ایکٹو 'ہائی' انورٹنگ ٹرائی اسٹیٹ بفر ، ایکٹو 'لو' نیچے ٹرائی اسٹیٹ بفر ، ایکٹو 'لو' ٹر اسٹیٹ بفر ، ٹرائی اسٹیٹ بفر کنٹرول ، سہ رخی اسٹیٹ بفر ڈیٹا بس کنٹرول اور آخر کار ہم عام طور پر دستیاب ڈیجیٹل بفر اور ٹرائی اسٹیٹ بفر آئی سی پر ایک جائزہ لیں گے۔

پچھلی ایک پوسٹ میں ہم نے منطق کے بارے میں سیکھا 'نہیں' گیٹ جسے ڈیجیٹل انورٹر بھی کہا جاتا ہے۔ نہیں گیٹ آؤٹ پٹ میں ہمیشہ ان پٹ کی تکمیل ہوتی ہے۔

لہذا ، اگر ان پٹ 'HIGH' ہو تو آؤٹ پٹ 'LOW' ہوجاتا ہے ، اگر ان پٹ 'LOW' ہو تو آؤٹ پٹ 'HIGH' بدل جاتا ہے ، لہذا اس کو inverter کہتے ہیں۔

ایسی صورتحال ہوسکتی ہے جہاں آؤٹ پٹ کو ان پٹ سے الگ کرنے یا الگ کرنے کی ضرورت ہو ، یا ان معاملات میں جہاں ان پٹ کافی کمزور ہو اور ریلے ، یا ٹرانجسٹر وغیرہ کا استعمال کرتے ہوئے سگنل کی قطعیت کو تبدیل کیے بغیر زیادہ بوجھ اٹھانے کی ضرورت ہو۔ ایسے حالات میں ڈیجیٹل بفر مفید ہوجاتے ہیں اور سگنل سورس اور اصل بوجھ ڈرائیور مرحلے کے درمیان بفر کے طور پر موثر انداز میں لاگو ہوتے ہیں۔

اس طرح منطق کے دروازے جو سگنل آؤٹ پٹ کو ان پٹ کی طرح فراہم کرسکتا ہے اور انٹرمیڈیٹ بفر اسٹیج کی طرح کام کرسکتا ہے اسے ڈیجیٹل بفر کہا جاتا ہے۔

ایک ڈیجیٹل بفر کھلایا سگنل کو تبدیل نہیں کرتا ہے اور یہ 'فیصلہ سازی' آلہ نہیں ہوتا ہے ، جیسے منطق 'نہیں' گیٹ ، لیکن ان پٹ کی طرح ہی پیداوار دیتا ہے۔

ڈیجیٹل بفر کی مثال:

مذکورہ علامت مثلث کی نوک پر 'o' کے بغیر منطق 'نہیں' گیٹ سے ملتی جلتی ہے ، جس کا مطلب ہے کہ یہ کوئی الٹا کام نہیں کرتا ہے۔

ڈیجیٹل بفر کے لئے بولین مساوات Y = A ہے

'Y' ان پٹ اور 'A' آؤٹ پٹ ہے۔

حقیقت ٹیبل:

منطقی 'نہیں' گیٹس کا استعمال کرتے ہوئے ڈبل الٹ:

ڈیجیٹل بفر کو مندرجہ ذیل طریقے سے دو منطق 'نہیں' گیٹس استعمال کرکے تعمیر کیا جاسکتا ہے۔

ان پٹ سگنل سب سے پہلے بائیں ہاتھ کی طرف پہل نہ گیٹ کے ذریعہ الٹا جاتا ہے اور الٹی سگنل پھر دائیں ہاتھ کے اگلے 'نہیں' گیٹ کے ذریعہ الٹ جاتا ہے ، جس سے آؤٹ پٹ بھی ان پٹ کی طرح ہوجاتا ہے۔

ڈیجیٹل بفر کیوں استعمال کیے جاتے ہیں

اب آپ اپنے سر کو نوچ رہے ہوں گے کہ یہاں تک کہ ڈیجیٹل بفر بھی موجود ہے ، یہ دوسرے منطق کے دروازوں کی طرح کوئی کارروائی نہیں کرتا ہے ، ہم صرف ڈیجیٹل بفر کو سرکٹ سے باہر پھینک سکتے ہیں اور تار کے ٹکڑے کو جوڑ سکتے ہیں ……. درست؟ ٹھیک نہیں۔

جواب یہ ہے : کوئی بھی منطقی انجام دینے کے لئے کسی منطق کے دروازے کو اعلی موجودہ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ اس کے لئے صرف موجودہ وقت میں کم وولٹیج کی سطح (5V یا 0V) کی ضرورت ہے۔

تمام قسم کے منطق کے دروازے بنیادی طور پر یمپلیفائر میں شامل بلٹ کی حمایت کرتے ہیں تاکہ آؤٹ پٹ ان پٹ سگنلز پر منحصر نہ ہو۔ اگر ہم سیریز میں دو منطق 'نہیں' دروازوں پر جھکا دیتے ہیں تو ہمیں آؤٹ پٹ پن پر ان پٹ کی طرح سگنل کی قطعیت مل جاتی ہے لیکن ، نسبتا higher زیادہ موجودہ کے ساتھ۔ دوسرے الفاظ میں ڈیجیٹل بفر ڈیجیٹل یمپلیفائر کی طرح کام کرتا ہے۔

ایک ڈیجیٹل بفر سگنل جنریٹر مراحل اور ڈرائیور کے مراحل کے درمیان تنہائی کے مرحلے کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے جس سے یہ ایک سرکٹ سے دوسرے سرکٹ کو متاثر ہونے والی رکاوٹ کو روکنے میں بھی مدد کرتا ہے۔

ایک ڈیجیٹل بفر اعلی موجودہ صلاحیت فراہم کرسکتا ہے جسے سوئچنگ ٹرانجسٹروں کو زیادہ موثر انداز میں چلانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔

ڈیجیٹل بفر اعلی وسعت مہیا کرتا ہے جسے 'فین آؤٹ' صلاحیت بھی کہا جاتا ہے۔

ڈیجیٹل بفر میں شائقین کی صلاحیت:

مداح آؤٹ : فین آؤٹ کو منطق کے دروازوں یا ڈیجیٹل آئی سی کی تعداد کے طور پر بیان کیا جاسکتا ہے جو متوازی طور پر ڈیجیٹل بفر (یا کسی بھی ڈیجیٹل آئی سی) کے ذریعہ چلایا جاسکتا ہے۔

ایک عام ڈیجیٹل بفر میں 10 کا مداح ہوتا ہے ، اس کا مطلب ہے کہ ڈیجیٹل بفر متوازی طور پر 10 ڈیجیٹل آئی سی چلا سکتا ہے۔

مداح : مداح ان ڈیجیٹل آدانوں کی تعداد ہے جسے ڈیجیٹل لاجک گیٹ یا ڈیجیٹل آئی سی کے ذریعہ قبول کیا جاسکتا ہے۔

مذکورہ منصوبے میں ڈیجیٹل بفر میں 1 کا مداح ہوتا ہے ، جس کا مطلب ہے ایک ان پٹ۔ ایک '2 ان پٹ' منطق 'اور' گیٹ میں دو اور اسی طرح کے پرستار ہوتے ہیں۔

مذکورہ بالا حکمت عملی سے ایک بفر تین مختلف منطقی دروازوں کے 3 آدانوں سے منسلک ہوتا ہے۔

اگر ہم مذکورہ بالا سرکٹ میں بفر کی جگہ تار کے کسی ٹکڑے کو جوڑتے ہیں تو ، ان پٹ سگنل کافی کرنٹ کے ساتھ نہیں ہوسکتا ہے اور گیٹ وولٹیج میں وولٹیج گرنے کا سبب بنتا ہے اور ہوسکتا ہے کہ سگنل کو بھی پہچان نہ سکے۔

تو آخر میں ایک ڈیجیٹل بفر اعلی موجودہ آؤٹ پٹ کے ساتھ ایک ڈیجیٹل سگنل کو بڑھانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

سہ رخی ریاست بفر

اب ہم جانتے ہیں کہ ڈیجیٹل بفر کیا کرتا ہے اور یہ الیکٹرانک سرکٹس میں کیوں موجود ہے۔ ان بفروں کی دو ریاستیں ہیں 'ہائی' اور 'کم'۔ بفر کی ایک اور قسم ہے جسے 'ٹرائی اسٹیٹ بفر' کہا جاتا ہے۔

اس بفر میں ایک اضافی پن ہے جسے 'قابل پن' کا نام دیا گیا ہے۔ اس قابل پن کا استعمال کرتے ہوئے ہم آؤٹ پٹ کو الیکٹرانک طور پر مربوط یا منقطع کرسکتے ہیں۔

عام بفر کی طرح ، یہ ڈیجیٹل یمپلیفائر کے طور پر کام کرتا ہے اور آؤٹ پٹ سگنل کو ان پٹ سگنل کی طرح ہی دیتا ہے ، فرق صرف اتنا ہے کہ آؤٹ پٹ الیکٹرانک طور پر منسلک اور منقطع پن سے منقطع ہوسکتا ہے۔

لہذا ایک تیسری ریاست متعارف کروائی جاتی ہے ، اس میں آؤٹ پٹ نہ تو 'HIGH' اور 'LOW' ہوتی ہے بلکہ آؤٹ پٹ میں اوپن سرکٹ اسٹیٹ یا ہائی رکاوٹ ہوتی ہے اور ان پٹ سگنلز کا جواب نہیں دیتی ہے۔ اس ریاست کو 'HIGH-Z' یا 'HI-Z' کہا جاتا ہے۔

مذکورہ بالا سہ رخی اسٹیٹ بفر کا مساوی سرکٹ ہے۔ قابل پن ان پٹ سے آؤٹ پٹ کو مربوط یا منقطع کرسکتا ہے۔

چار قسم کے ٹرائی اسٹیٹ بفر ہیں۔
• فعال 'اعلی' ٹرائی اسٹیٹ بفر
• فعال 'کم' ٹرائی اسٹیٹ بفر
Tri ٹرائی اسٹیٹ بفر کو تبدیل کرنے کے لئے 'اعلی' اعلی 'فعال'
Tri ٹرائی اسٹیٹ بفر کو تبدیل کرنے کے لئے فعال 'کم'
آئیے ان میں سے ہر ایک کو ترتیب وار دیکھیں۔

فعال 'HIGH' ٹرائی اسٹیٹ بفر

فعال 'HIGH' ٹرائی اسٹیٹ بفر میں (مثال کے طور پر: 74LS241) آؤٹ پٹ ان پٹ سے جڑ جاتا ہے جب ہم قابل پن پر 'HIGH' یا '1' یا مثبت سگنل لگاتے ہیں۔

اگر ہم قابل پن پر 'LOW' یا '0' یا منفی سگنل لگاتے ہیں تو آؤٹ پٹ ان پٹ سے منقطع ہوجاتا ہے اور 'HI-Z' حالت میں چلا جاتا ہے جہاں آؤٹ پٹ ان پٹ کا جواب نہیں دے گا اور آؤٹ پٹ اوپن سرکٹ حالت میں ہوگا۔

فعال 'LOW' ٹرائی اسٹیٹ بفر

یہاں جب ہم قابل پن پر 'LOW' یا '0' یا منفی سگنل لگاتے ہیں تو آؤٹ پٹ ان پٹ سے مربوط ہوجائے گا۔
اگر ہم پن کو قابل بنانے کے ل “' ہائی 'یا' 1 'یا مثبت سگنل کا اطلاق کرتے ہیں تو آؤٹ پٹ ان پٹ سے منقطع ہوجاتا ہے اور آؤٹ پٹ' HI-Z 'حالت / اوپن سرکٹ حالت میں ہوگا۔

حقیقت ٹیبل:

متحرک 'اعلی' ٹرائی اسٹیٹ بفر کو تبدیل کرنا

فعال 'HIGH' کو ٹرائی اسٹیٹ بفر (مثال کے طور پر: 74LS240) کو تبدیل کرنے میں ، گیٹ منطق کے طور پر کام کرتا ہے 'نہیں' گیٹ لیکن قابل پن کے ساتھ۔

اگر ہم قابل ان پٹ پر 'ہائی' یا '1' یا مثبت سگنل لگاتے ہیں تو گیٹ چالو ہوجاتا ہے اور ایک باقاعدہ منطق 'نہیں' گیٹ کی طرح کام کرتا ہے جہاں اس کا آؤٹ پٹ الٹا / ان پٹ کا پورا ہوتا ہے۔
اگر ہم قابل پن پر 'LOW' یا '0' یا منفی سگنل لگاتے ہیں تو آؤٹ پٹ 'HI-Z' یا اوپن سرکٹ حالت میں ہوگا۔

حقیقت ٹیبل:

فعال 'کم' ٹرائی اسٹیٹ بفر کو تبدیل کرنا:

فعال 'LOW' ٹرائی اسٹیٹ بفر کو تبدیل کرنے میں ، گیٹ منطق کے طور پر کام کرتا ہے 'نہیں' گیٹ لیکن قابل پن کے ساتھ۔

اگر ہم پن کو فعال کرنے کے لئے 'LOW' یا '0' یا منفی سگنل لگاتے ہیں تو ، گیٹ چالو ہوجاتا ہے اور باقاعدہ منطق کی طرح کام کرتا ہے 'نہیں' گیٹ۔
اگر ہم پن کو قابل بنانے کے ل “' ہائی 'یا' 1 'یا مثبت سگنل کا اطلاق کرتے ہیں تو ، آؤٹ پٹ پن' HI-Z 'حالت / اوپن سرکٹ حالت میں ہوگا۔

حقیقت ٹیبل:

سہ رخی ریاست بفر کنٹرول:

اوپر سے ہم نے دیکھا کہ ایک بفر ڈیجیٹل امپلی گیشن فراہم کرسکتا ہے اور ٹرائی اسٹیٹ بفر اس کے آؤٹ پٹ کو مکمل طور پر ان پٹ سے منقطع کرسکتا ہے اور اوپن سرکٹ اسٹیٹ دے سکتا ہے۔

اس سیکشن میں ہم سہ رخی اسٹیٹ بفر کے اطلاق اور ڈیٹا مواصلات کو موثر طریقے سے سنبھالنے کے لئے ڈیجیٹل سرکٹس میں کس طرح استعمال ہوتے ہیں اس کے بارے میں سیکھیں گے۔

ڈیجیٹل سرکٹس میں ہم ڈیٹا بس / تاروں کو ڈیٹا لے جانے والے تاروں کو تلاش کرسکتے ہیں ، وہ وائرنگ کی بھیڑ کو کم کرنے / پی سی بی کے آثار کو کم کرنے اور مینوفیکچرنگ لاگت کو کم کرنے کے لئے ایک ہی بس میں ہر قسم کا ڈیٹا رکھتے ہیں۔

بس کے ہر سرے پر ، متعدد منطق کے آلے ، مائکرو پروسیسرز اور مائکروکنٹرولر آپس میں منسلک ہوتے ہیں جو ایک ساتھ ایک دوسرے سے بات چیت کرنے کی کوشش کرتے ہیں جس سے تنازعہ نامی کوئی چیز پیدا ہوتی ہے۔

تنازعہ اس وقت سرکٹ میں ہوتا ہے جب بس میں کچھ ڈیوائسز 'ہائی' اور کچھ ڈیوائس بیک وقت 'LOW' چلاتے ہیں جس کی وجہ سے شارٹ سرکٹ ہوتا ہے اور سرکٹ میں نقصان ہوتا ہے۔

ٹرائی اسٹیٹ بفر اس طرح کے جھگڑے سے بچ سکتا ہے اور بس پر اعداد و شمار بھیج اور وصول کرسکتا ہے۔

سہ رخی اسٹیٹ بفر کو ڈیٹا بس میں ایک دوسرے سے منطق کے آلات ، مائکرو پروسیسرز اور مائکروکنٹرولرز کو الگ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک کوٹواچک سہ فری اسٹیٹ بفروں کے صرف ایک سیٹ کو بس کے ذریعے ڈیٹا منتقل کرنے کی سہولت فراہم کرے گا۔

کہیں کہ اگر ڈیٹا سیٹ 'A' کسی مائکروکنٹرولر سے منسلک ہے تو ، ڈیٹا 'B' کو مائکرو پروسیسر سے سیٹ کرتا ہے اور ڈیٹا سیٹ 'C' کو کچھ منطق سرکٹس سے سیٹ کرتا ہے۔

مذکورہ منصوبے میں تمام بفر فعال اعلی ٹرائی اسٹیٹ بفر ہیں۔

جب کوٹواچک ای این اے سیٹ کرتا ہے “ہائی” اعداد و شمار کا سیٹ 'اے' قابل ہوجاتا ہے ، اب مائکروکنٹرولر بس کے ذریعے ڈیٹا بھیج سکتا ہے۔

باقی دونوں ڈیٹا سیٹ 'B' اور 'C' 'HI-Z' میں ہیں یا انتہائی ہائی مائبادی حالت میں ہیں جو مائکرو پروسیسر اور منطقی سرکٹس کو برقی طور پر الگ کرتا ہے ، جو اس وقت مائکروکانٹرولر کے ذریعہ استعمال ہوتا ہے۔

جب کوٹواچک ENB کو 'ہائی' سیٹ کرتا ہے تو ڈیٹا سیٹ 'B' بس میں ڈیٹا بھیج سکتا ہے اور 'HI-Z' حالت میں بس سے الگ ڈیٹا سیٹ 'A' اور 'C' کو الگ تھلگ کردیا جاتا ہے۔ اسی طرح ، جب ڈیٹا سیٹ “C” فعال ہوتا ہے۔

ڈیٹا بس کو کسی بھی ڈیٹا 'A' یا 'B' یا 'C' سیٹ کرتے ہیں جو تنازعہ کو روکنے کے لئے کسی خاص وقت میں سیٹ کرتا ہے۔

ہم دو سہ رخی بفروں کو متوازی اور مخالف سمت میں جوڑ کر ڈوپلیکس (دو جہتی) مواصلات بھی قائم کرسکتے ہیں۔ قابل پنوں کو سمت کنٹرول کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اس طرح کی ایپلی کیشنز کے لئے آئی سی 74245 استعمال کیا جاسکتا ہے۔

یہاں عام طور پر ڈیجیٹل بفروں اور سہ رخی اسٹیٹ بفروں کی فہرست دستیاب ہے۔

L 74LS07 ہیکس نان الورٹنگ بفر
L 74LS17 ہیکس بفر / ڈرائیور
L 74LS244 آکٹل بفر / لائن ڈرائیور
L 74LS245 آکٹل دو جہتی بفر
• CD4050 ہیکس نان-انورٹنگ بفر
• CD4503 ہیکس ٹرائی اسٹیٹ بفر
• HEF40244 سہ رخی ریاست آکٹل بفر

یہ ہماری ڈیجیٹل بفروں کے کام کرنے ، اور ان کی مختلف ڈیجیٹل تشکیلوں کے سلسلے میں ہماری بحث کا اختتام کرتا ہے ، مجھے امید ہے کہ اس سے آپ کو تفصیلات کو اچھی طرح سمجھنے میں مدد ملی۔ اگر آپ کے مزید کوئی سوالات یا مشورے ہیں تو ، براہ کرم اپنے سوالات کو کمنٹ سیکشن میں بیان کریں آپ کو فوری جواب مل سکتا ہے۔