Форма входа

Поиск



Счетчик посетителей

Рейтинг@Mail.ru

Разработано jtemplate модули Joomla

Параметры цифровых микросхем

Из статьи вы узнаете, что такое положительная, и что такое отрицательная логика. А так же, какие существуют параметры у цифровых микросхем, как они измеряются и на что влияют.

Цифровые интегральные микросхемы (ЦИМС) предназначены для преобразования и обработки дискретных сигналов. Основой для них построения являются электронные ключи, обладающие тем свойством, что они могут находиться в одном из двух состояний и их действие заключается в переходе из одного состояния в другое под воздействием входных сигналов. Одному из двух состояний ключа соответствует одно из двух фиксированных значений выходной электрической величины. Например, высокий или низкий потенциал, наличие или отсутствие импульса. Так как эти величины могут принимать два дискретных значения, то они являются двоичными переменными.Большинство ЦИМС относятся к потенциальным, сигналы на входах и выходах, которых представляют собой высокий или низкий уровень напряжений. Этим двум уровням напряжений ставятся в соответствие логические 1 и 0. В зависимости от кодирования сигналов различают положительную и отрицательную логику (смотрите таблицу).

Вид логикиПолярность напряжения источника питания
Положительная
Отрицательная
Положительная
Отрицательная

При положительной логике высокому уровню напряжения ставится в соответствие логическая единица, а низкому - логический ноль. При отрицательной логике наоборот.Цифровые интегральные микросхемы выпускаются сериями. В состав каждой серии входят микросхемы, имеющие единое конструктивно - технологическое исполнение. В зависимости от схемотехнической реализации микросхемы делятся на следующие типы: транзисторная логика (ТЛ), диодно-транзисторная логика (ДТЛ), транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ), транзисторная логика на МОП - транзисторах (МОП ТЛ).Параметры ЦИМС подразделяются на статические и динамические.

 

К статическим параметрам относятся:

- входное U0вх и выходное U0вых напряжения логического нуля;

- входное U1вх и выходное U1вых напряжения логической единицы;

- входной I0вх и выходной I0вых токи логического нуля;

- входной I1вх и выходной I1вых токи логической единицы;

- коэффициент разветвления по выходу Краз, определяющий число единичных нагрузок, которое можно одновременно подключить к выходу микросхемы (единичной нагрузкой является один вход логического элемента данной серии);

- коэффициент объединения по входу Kоб, определяющий число входов микросхемы, которые можно соединить вместе без потери ее работоспособности;

- допустимое напряжение статической помехи Uп.ст., характеризующее статическую помехоустойчивость микросхемы, т. е. ее способность противостоять воздействию мешающего сигнала, длительность которого превосходит время переключения микросхемы;

- средняя потребляемая мощность Pпот.ср.;Статические параметры потому и называются статическими, что определяются с помощью статических характеристик, которые снимаются при медленных изменениях токов и напряжений. Это обстоятельство позволяет пренебрегать переходными процессами. Влияние переходных процессов, имеющихся в любой реальной микросхеме учитывается при помощи динамических характеристик, которые мы рассмотрим позже. На следующем рисунке показан пример передаточной характеристики инвертирующих элементов (например, "И-НЕ", "ИЛИ-НЕ").

В действительности, для реальных микросхем наблюдается разброс характеристик за счет разброса параметров входящих в них радиоэлементов. Поэтому передаточная характеристика для некоторой совокупности однотипных элементов представляет собой не одну кривую, а некоторую область, ограниченную сверху и снизу двумя граничными кривыми, как показано на следующем рисунке:

{mosimage}

При этом U1вых max и U1вых min - максимальный и минимальный уровни выходного сигнала, которые имеются хотя бы у одного из элементов данного типа. Аналогично рассматриваются U0вых min и U0вых max. На этом же графике отмечены уровни входных сигналов: U0вх max - это такой уровень, при котором ни один из элементов данного типа не переключается из 1 в 0, U0вх min - уровень входного сигнала, при котором на выходе любого элемента данного типа сохраняется сигнал логического нуля. По этой же характеристике можно определить запасы помехоустойчивости данного типа микросхем. достаточно провести прямые под углом 45 градусов от точек пересечения уровней U1вых min и U0вых max с осью ординат до пересечения с осью абцисс. Сравнивая полученные точки на оси абцисс со значениями U0вх max и U1вх min, определяют запасы помехоустойчивости по нулевому и по единичному сигналу на входе.

 

К динамическим параметрам, характеризующим свойства микросхемы в режиме переключения, относятся:

- время задержки сигнала при включении t01зд.р - интервал времени между входным и выходным импульсами при переходе Uвх микросхемы от U1вых до U0вых, измеренный либо на уровне 0,5 амплитуды импульса, либо на уровне порога чувствительности;

- время задержки сигнала при выключении t10зд.р - интервал времени между входным и выходным импульсами при переходе Uвых микросхемы от U0вых до U1вых, измеренный либо на уровне 0,5 амплитуды импульса, либо на уровне порога чувствительности.

Иногда в качестве параметров приводятся длительности фронтов нарастания и спада выходного напряжения t01ф и t10ф.На следующих рисунках вы можете увидеть входной и выходной сигналы цифровой инвертирующей микросхемы. Из рисункв вы можете увидеть, как измеряются все основные динамические параметры.

Книга по микроконтроллерам