Высокоимпедансное состояние

Высокоимпедансное состояние или Z-состояние — такое состояние контакта логической схемы, при котором сопротивление между этим контактом и остальной схемой очень велико. Физически реализуется закрытым транзистором, работающим в ключевом режиме.

Вывод, переведённый в Z-состояние, ведёт себя как не подключенный к схеме. Внешние устройства, подключенные к этому выводу, могут изменять напряжение на нём по своему усмотрению (в некоторых рамках), не влияя на работу схемы. И наоборот — схема не мешает внешним устройствам менять напряжение на контакте.

Потребность

В цифровой электронике существуют понятия «логическая единица» (контакт присоединён к источнику питания и может выдавать в нагрузку большой ток) и «логический ноль» (контакт присоединён к «земле», и также выдерживает высокие токи). Но такие выходы нельзя объединять: если на одном будет 1, а на другом 0, возникает короткое замыкание, чреватое выгоранием выходных транзисторов.

Поэтому, чтобы можно было организовывать соединение типа «шина», было введено третье «высокоимпедансное состояние», когда дополнительный ключ просто отключает выход и он «повисает в воздухе» — соединяется с остальной схемой через высокое сопротивление (импеданс) закрытого транзистора. Такой выход не влияет на подключённый к нему провод, следовательно к одному проводу можно подключать несколько выходов, нужно только следить, чтобы в каждый момент времени только один был активным, а остальные в высокоимпедансном состоянии. Получается соединение типа «шина».

Близкими свойствами обладает выход «открытый коллектор», но он имеет ряд недостатков, например требует применения подтягивающего резистора, который уменьшает крутизну фронта импульса.

Применение

Z-состояние применяется, когда устройству приходится временно отключаться от шины — например, в программаторах, мультиплексорах, многоточечных интерфейсах передачи данных наподобие JTAG, I2C или USB, и т. д.

Например: если интерфейс SPI настроен как подчинённый, он будет находиться в состоянии ожидания до тех пор, пока на выводе SS будет присутствовать высокий уровень, при этом линия MISO будет находиться в высокоимпедансном состоянии.

См. также

• Чарлиплексинг

К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)

Отрывок, характеризующий Высокоимпедансное состояние

– Я, граф, из штаба. Слышали подвиг Раевского? – И офицер рассказал подробности Салтановского сражения, слышанные им в штабе.
Ростов, пожимаясь шеей, за которую затекала вода, курил трубку и слушал невнимательно, изредка поглядывая на молодого офицера Ильина, который жался около него. Офицер этот, шестнадцатилетний мальчик, недавно поступивший в полк, был теперь в отношении к Николаю тем, чем был Николай в отношении к Денисову семь лет тому назад. Ильин старался во всем подражать Ростову и, как женщина, был влюблен в него.
Офицер с двойными усами, Здржинский, рассказывал напыщенно о том, как Салтановская плотина была Фермопилами русских, как на этой плотине был совершен генералом Раевским поступок, достойный древности. Здржинский рассказывал поступок Раевского, который вывел на плотину своих двух сыновей под страшный огонь и с ними рядом пошел в атаку. Ростов слушал рассказ и не только ничего не говорил в подтверждение восторга Здржинского, но, напротив, имел вид человека, который стыдился того, что ему рассказывают, хотя и не намерен возражать. Ростов после Аустерлицкой и 1807 года кампаний знал по своему собственному опыту, что, рассказывая военные происшествия, всегда врут, как и сам он врал, рассказывая; во вторых, он имел настолько опытности, что знал, как все происходит на войне совсем не так, как мы можем воображать и рассказывать. И потому ему не нравился рассказ Здржинского, не нравился и сам Здржинский, который, с своими усами от щек, по своей привычке низко нагибался над лицом того, кому он рассказывал, и теснил его в тесном шалаше. Ростов молча смотрел на него. «Во первых, на плотине, которую атаковали, должна была быть, верно, такая путаница и теснота, что ежели Раевский и вывел своих сыновей, то это ни на кого не могло подействовать, кроме как человек на десять, которые были около самого его, – думал Ростов, – остальные и не могли видеть, как и с кем шел Раевский по плотине. Но и те, которые видели это, не могли очень воодушевиться, потому что что им было за дело до нежных родительских чувств Раевского, когда тут дело шло о собственной шкуре? Потом оттого, что возьмут или не возьмут Салтановскую плотину, не зависела судьба отечества, как нам описывают это про Фермопилы. И стало быть, зачем же было приносить такую жертву? И потом, зачем тут, на войне, мешать своих детей? Я бы не только Петю брата не повел бы, даже и Ильина, даже этого чужого мне, но доброго мальчика, постарался бы поставить куда нибудь под защиту», – продолжал думать Ростов, слушая Здржинского. Но он не сказал своих мыслей: он и на это уже имел опыт. Он знал, что этот рассказ содействовал к прославлению нашего оружия, и потому надо было делать вид, что не сомневаешься в нем. Так он и делал.