Un transceiver peut être utilisé pour fournir un contrôle bidirectionnel, d’entrée ou de sortie, soit pour des dispositifs numériques, soit pour des dispositifs analogiques, vers un bus de données partagé commun. Contrairement au tampon, le transceiver de bus est un dispositif bidirectionnel qui permet à des données de circuler à travers lui dans les deux directions.

Leur nom de “transceiver” est un mot-valise résultant de l’amalgamation des mots trans-metteur et re-ceive (transmetteur/récepteur). Les transceivers sont également connus sous les noms de : dispositifs de transmission/réception ou dispositifs de contrôle/réception.

Dans le tutoriel sur les tampons numériques, nous avons vu qu’un tampon n’effectue aucune inversion ni prise de décision, contrairement aux portes logiques numériques avec deux entrées ou plus, mais produit plutôt une condition de sortie qui correspond exactement à celle de son entrée. Ainsi, un tampon est un dispositif “non inversant” produisant l’expression booléenne de :   Q = A.

Tampon Numérique

Un tampon numérique comme celui montré à gauche, est un dispositif unidirectionnel, c’est-à-dire que le signal ne passe que dans une seule direction, de l’entrée “A” à la sortie “Q“.

Ainsi, lorsque l’entrée A est à la logique “1”, la sortie Q est à la logique “1”, et lorsque l’entrée A est à la logique “0”, la sortie Q est à la logique “0” pour un dispositif logique positif tel que le CMOS 74HC4050 Hex Buffer Gate.

Les tampons peuvent être utilisés pour isoler d’autres portes ou étapes de circuit les uns des autres, empêchant l’impédance ou le fonctionnement d’un circuit d’affecter l’impédance ou le fonctionnement d’un autre. Par ailleurs, les tampons peuvent également servir d’entraînements pour des charges de courant élevées, comme des interrupteurs à transistor, car leur capacité de sortie (fan-out) est généralement beaucoup plus élevée que leurs exigences en matière de signal d’entrée. Par exemple, le TTL 74LS07 Hex tampon/driver avec collecteur ouvert, sorties haute tension (30 volts).

Tampon Numérique TTL 74LS07

La fonction de tampon non inversant numérique peut également être réalisée en utilisant des portes logiques AND ou OR inoccupées, ou en utilisant des paires de NOT (inverseurs) comme montré.

Conceptions de Tampons Équivalents

Un des inconvénients d’un tampon numérique à entrée unique est que la sortie à Q sera toujours au même niveau logique que l’entrée, ce qui peut affecter le circuit ou le dispositif connecté à la sortie du tampon. Une façon de surmonter cela est de transformer le tampon de base en un tampon 3-états, plus communément connu sous le nom de tampon tri-états.

Le “Tampon Tri-États”

Un tampon tri-états est un autre type de circuit tampon qui peut être utilisé pour contrôler le passage d’un signal logique de son entrée à sa sortie. Le tampon tri-états est un dispositif combinatoire dont la sortie peut être électriquement actionnée “ON” ou “OFF” par le biais d’un signal d’entrée externe “Contrôle” ou “Activer” (EN), leur permettant d’être utilisés dans des systèmes orientés bus.

Comme leur nom l’indique, la sortie à “Q” pour un tampon tri-états peut prendre l’un des trois états possibles, logique “0”, logique “1”, et High-Z (haute impédance), c’est-à-dire un circuit ouvert, plutôt que les états standard “0” et “1”.

Le signal d’activation ou de contrôle des tampons peut être soit un signal de niveau logique “0” soit un signal de niveau logique “1”, avec une sortie inversante et non-inversante à mesure que le signal numérique le traverse. Les deux tampons tri-états IC les plus couramment utilisés sont le TTL 74LS125 et le TTL 74LS126.

Ainsi, un tampon tri-états nécessite deux entrées. L’une étant l’entrée de données (A) et l’autre étant l’entrée de contrôle ou d’activation (EN) comme montré.

Équivalent de Commutateur de Tampon Tri-États

Le symbole du tampon tri-états est très similaire au symbole standard du tampon ci-dessus, mais avec l’ajout d’une seconde entrée représentant la fonction de contrôle d’activation/désactivation. Lorsque l’entrée d’activation (EN) est à un niveau logique “1” (pour une logique positive), elle agit comme un tampon normal, permettant au signal d’entrée, A, de passer directement à la sortie à Q. Que ce soit une logique “0” ou une logique “1”.

Lorsque l’entrée d’activation est à la logique “0”, le tampon tri-états est activé dans son troisième état et désactive ou coupe sa sortie, produisant une condition de circuit ouvert. Cet état troisième n’est ni à un niveau logique “1” (haut) ni à un niveau logique “0” (bas), mais donne plutôt un état de sortie qui est à une très haute impédance, High-Z, plus communément écrit comme : Hi-Z.

Ainsi, un tampon tri-états a deux entrées d’état logique, “0” ou “1”, mais peut produire trois états de sortie différents, “0”, “1” ou “Hi-Z”, ce qui explique pourquoi il est appelé un dispositif “Tri” ou “3-états”. Notez que ce troisième état n’est PAS égal à un niveau logique “0” ou “1”, mais est un état à haute impédance car sa sortie est électriquement déconnectée.

Nous pouvons donc affirmer correctement pour un tampon tri-états activé positivement que :

• Si le signal d’activation est HAUT, logique “1”, le signal d’entrée de la porte tampon est directement transmis à sa sortie.
• Si le signal d’activation est BAS, logique “0”, la sortie de la porte tampon agit comme un circuit ouvert, c’est-à-dire une haute impédance, (Hi-Z).

Nous pouvons présenter le tableau de vérité pour un tampon tri-états comme suit :

Actif “HAUT” Tampon Tri-États

Symbole	Table de Vérité
Tampon Tri-États	Activation	IN	OUT
	0	0	Hi-Z
	0	1	Hi-Z
	1	0	0
	1	1	1

Les Tampons Tri-États sont disponibles sous forme intégrée en tant que tampons/drivers quad, hex ou octo, tels que le TTL 74LS244 comme montré.

Tampon Tri-États Octal 74LS244

Remarque que les huit tampons sont configurés en deux groupes de quatre, le premier groupe (A1 à A4) étant contrôlé par l’entrée d’activation, CA, et le second groupe (A5 à A8) étant contrôlé par l’entrée d’activation, CB. Le 74LS244 a des capacités de courant d’aspiration et de source très élevées, si nécessaire, pour commuter des charges de transistor.

Contrôle de Tampon Tri-États

Alors, que pouvons-nous utiliser un tampon 3-états ou tampon tri-états. Les tampons tri-états peuvent permettre à plusieurs dispositifs de partager un fil de sortie ou un bus commun en ayant qu’un seul dispositif tri-états conduisant le bus à un moment donné, tandis que tous les autres tampons restent dans leur état Hi-Z. Considérons le circuit ci-dessous.

Plusieurs tampons tri-états sur un Bus Unique

Les sorties de chaque tampon tri-états sont connectées à un bus de fil commun, mais leurs entrées d’activation sont connectées à un décodeur binaire. Le décodeur garantit qu’un seul tampon tri-états sera actif à la fois, en raison de son signal d’activation.

Cela permet aux données du tampon actif de passer directement sur le bus commun, tandis que les sorties des autres tampons non activés sont effectivement déconnectées et dans leur état de haute impédance. Ainsi, quel tampon est connecté à la ligne commune dépendra de la valeur binaire des entrées de sélection du décodeur.

Par conséquent, pas plus d’un tampon tri-états ne peut être dans un “état actif” à un moment donné. Vous aurez peut-être remarqué que la combinaison possible de différentes entrées de données connectées à une seule ligne de sortie ci-dessus ressemble à celle d’un multiplexeur à 4 entrées pour 1 sortie, et vous avez raison, les circuits multiplexeurs peuvent être facilement construits à l’aide de tampons tri-états.

Tout élément de tampon tri-états peut facilement être transformé en un tampon numérique normal en reliant simplement son entrée d’activation (EN) directement à +Vcc ou à la masse, selon le tampon tri-états utilisé. Ainsi, la sortie est constamment activée, donc tout signal d’entrée présent à “A” passera directement à travers le tampon vers la sortie à “Q“.

Nous avons vu jusqu’à présent que nous pouvons utiliser les tampons tri-états pour envoyer des informations de manière unidirectionnelle sur un fil ou un bus commun. Mais comment pourrions-nous les utiliser pour envoyer des données dans les deux sens, c’est-à-dire pour envoyer des données et recevoir des données d’un bus de fils commun.

Contrôle du Tampon Bidirectionnel

Il est également possible de connecter des tampons tri-états “dos à dos” (inverse parallèle) pour produire ce que l’on appelle un tampon bidirectionnel ou circuit transceiver. En utilisant un inverseur supplémentaire, un tampon tri-états fonctionne comme un “tampon actif-haut”, tandis que l’autre fonctionne comme un “tampon actif-bas”, comme montré.

Plusieurs Tampons Tri-États Comme Un Seul Transceiver de Bus

Ici, les deux tampons tri-états sont connectés en parallèle mais dans le sens inverse de “A” à “B“, avec l’entrée de contrôle d’activation, EN, agissant plus comme un signal de contrôle directionnel permettant au data d’être à la fois lu “de” et transmis “à” le même terminal de données.