Общие характеристики элементов цифровых устройств

Логические элементы цифровых устройств

Амплитудная передаточная характеристика определяет форми­рующие свойства ЛЭ, его помехоустойчивость, амплитуду и уровни стан­дартного сигнала. Вид характеристики зависит от типа логического элемента и может изменяться в определенных границах в зависимости от разброса па­раметров схем, изменений напряжения питания, нагрузки, температуры ок­ружающей среды.

Рассмотрим типичную амплитудную передаточную характеристику (АПХ) ЛЭ-инвертора (рисунок 3). В статическом состоянии выходной сигнал ЛЭ мо­жет находиться или на верхнем , или на нижнем уровне напряжения.

Ассимптотический верхний (точка В) и ассимптотический нижний (точка А) уровни логических сигналов находятся как точки пересечения АПХ (кривая 1) с ее зеркальным отображением (кривая 2) относительно прямой единичного усиле-ния . Разность есть логический перепад исходных уровней ЛЭ. На практике из-за влияния помех и разброса амплитудных пере­даточных характеристик для каждого типа ЛЭ устанавливается минимальный логический перепад:

,

где и — соответственно верхний и нижний уровни выходно­го напряжения порога. Выходные пороговые напряжения находят с помо­щью пороговых точек в и а на характеристике, в которых дифференциаль­ный коэффициент усиления по напряжению К_U= -1.

Рисунок 3 - Амплитудная передающая характеристика ЛЭ инвертора

Зоны статической помехоустойчивости ЛЭ по нижнему и верхнему уровням напряжения в комбинационных логических схемах опреде­ляются выражениями:

;

,

где , характеризуют максимально допустимые уровни статиче­ской помехи на входе ЛЭ в комбинационных логических схемах; — порог выходного напряжения нижнего уровня; — порог выходного напряжения верхнего уровня; — порог квантования. Однако из-за нали­чия схем с положительной обратной связью в технической документации на все ИС зоны статической помехоустойчивости по входу ограничиваются входными напряжениями порога: — по нижнему уровню и —по верхнему. Эти пороговые напряжения называются, соответственно, на­пряжением порога зоны переключения (порог зоны переключения) нижнего уровня и напряжением порога зоны переключения верхнего уровня. В зоне переключения, заключенной между напряжениями порогов, работа ЛЭ в ста­тическом режиме запрещается.

Дата добавления: 2014-01-11