¿Por qué necesitamos lógica negativa?

Answer 1

La lógica negativa también se conoce como lógica activa-baja. Es principalmente útil la automatización porque las salidas activas de transistores tiran de la señal a un nivel bajo o cero. Este método tiene una mayor resistencia al ruido en la línea, especialmente a distancia. Esto se puede usar para conducir un relé directamente o un optoaislador. Las ecuaciones lógicas tienen poca diferencia, el resultado se puede negar con un inversor si uno necesita usar ecuaciones positivas (supongo). También es muy útil usar lógica negativa para controlar edificios a distancia. En cualquier aplicación, los sistemas deben compartir un terreno común. De esta manera, se reduce también la posibilidad de bucles de tierra.

Se utiliza una resistencia pull-up para que, por ejemplo, si se usan relés, la señal no se deje flotando. Uno eleva la señal a Vcc (lo que requiera la aplicación) para que el voltaje de alto nivel indique un “falso” lógico. Luego, cuando la señal necesita ser conducida “verdadera”, hay un claro voltaje cero establecido en la línea.

Answer 2

Tu pregunta tiene tres cosas diferentes.

La lógica negativa es la idea de bajo activo; lo que solo significa que la señal se considera activa cuando es baja e inactiva cuando es alta. Algunos dispositivos están hechos de esa manera porque el diseño tenía que ser así. No digo que este sea un ejemplo perfecto, pero imagina un detector de movimiento basado en luz. Hay un láser en un extremo de la habitación y hay un receptor que lo está viendo. Si cruzas esta línea de visión, suena una alarma o algo así. Entonces, en todo el tiempo que nadie interrumpió el sistema, el receptor está recibiendo las emisiones del láser (estado alto). Y desea que el gatillo suceda, cuando la señal del láser baja.

Acerca de los diferentes sistemas que tienen diferentes niveles lógicos, siempre pensé que era una decisión del fabricante, como en ‘hagamos que este sea diferente’ . Pero, a menudo hay razones detrás de la elección de los niveles lógicos. Las brechas de alto voltaje (como en RS232) permitieron márgenes de ruido más grandes y señales más fuertes, lo que implicaba una mayor distancia de propagación. También está el problema de la compatibilidad de voltaje con las aplicaciones a las que se apuntó RS232.

Resistencia pull-up: cuando buscas lógica negativa, quieres que tu señal inactiva esté en el estado lógico alto, ¿verdad? Esta resistencia hace precisamente eso: lleva una señal inactiva a la lógica alta. Respuesta del usuario de Quora a ¿Qué significa la resistencia pull up?

Answer 3

Hay solo dos niveles lógicos, 0 y 1. Las diferentes familias lógicas funcionan con diferentes voltajes de suministro, pero la mayoría está de acuerdo en una cosa: el ‘0’ lógico es el mismo voltaje que la tierra de la fuente de alimentación. Sin embargo, no pueden ponerse de acuerdo sobre qué es un “1” lógico. Para TTL, es cualquier voltaje entre 2.4V y 5V. Para CMOS, es cualquier voltaje por encima de 2/3 VCC. Para algunas antiguas familias de lógica PMOS, es un voltaje negativo. Entonces, si necesita comunicarse entre familias lógicas, tiene sentido usar lo único en lo que están de acuerdo.

Si preguntaba por qué hay GATES lógicos negativos, como las compuertas NAND, eso es simple. Es porque puedes crear cualquier función lógica que desees con compuertas NAND (o compuertas NOR). Dame una caja de 7400 y puedo hacer pestillos, contadores, registros de desplazamiento, sumadores, lo que sea.

La razón por la que un ‘1’ lógico en RS232 es -10V y un ‘0’ lógico es + 10V es histórico, y tampoco del todo cierto, porque RS232 no tiene 0s y 1s, tiene MARCAS y ESPACIOS. RS232 es un estándar muy antiguo que existía antes de que hubiera alguna lógica, y se deriva de estándares de comunicaciones incluso anteriores, que usaban los términos MARCA y ESPACIO. Estos términos provienen del antiguo sistema Telex de bucle de corriente, donde un Mark era -80V y un Space era + 80V. Estos “niveles lógicos” absurdamente altos condujeron la corriente a través de muchos kilómetros de cable de cobre en todo el país y actuaron directamente sobre un electroimán en la teleimpresora. Los términos probablemente se derivaron de telégrafos Morse incluso anteriores, donde un MARK hizo una marca en una cinta de papel y un ESPACIO no. Probablemente haya una buena razón por la que eligieron hacer de Mark el voltaje negativo. Tal vez tuvo algo que ver con el hecho de que el voltaje de línea en un sistema telefónico normal era de menos 50 voltios. En cuanto a por qué fue eso, quién sabe.

Answer 4

No NECESITAMOS lógica negativa más de lo que necesitamos lógica positiva (donde el voltaje o la señal lógica es alta para un estado lógico verdadero).

Todo es arbitrario. Algunas de las familias lógicas originales hicieron que la lógica negativa fuera algo popular porque los OR cableados eran más baratos que otra puerta lógica física. Todavía es bastante popular hoy en día tener OR cableados con colector abierto o salidas de drenaje abiertas.

Al final, la lógica negativa no es mejor ni peor en teoría. Psicológicamente tendemos a pensar en aspectos positivos y a veces es confuso usar lo opuesto.

Ahora su pregunta se desvía al azar hacia niveles lógicos y esa es otra historia. 5V fue originalmente un buen punto medio para TTL y RTL. Se utilizaron 5 a 15V para CMOS. Diferentes valores dieron compensaciones por velocidad, inmunidad al ruido y disipación de potencia. A medida que surgieron más y más familias lógicas, muchos trataron de estandarizar en 5V, pero las necesidades conflictivas de potencia, niveles de manejo, velocidad, inmunidad al ruido, etc. conducen a múltiples voltajes. Hoy en día no es raro tener que interactuar mucho entre la lógica de 3.3 y 5V y también tener que lidiar con voltajes de núcleo para procesadores, arreglos de puertas y memoria en el rango de 1.2, 1.5 o 1.8V donde la densidad y las velocidades son bastante altas.