Характеристики цифровых схем

Характеристики представляют собой одно- или многомерные зависимости величин, определяющих состояние или режим работы электронных схем, от других величин, рассматриваемых как независимые. ИХ можно представить в аналитической, графической или табличной форме. Так же, как параметры, характеристики делятся на статические и динамические в зависимости от вида входных воздействий и откликов схемы. Статические характеристики не являются функцией частоты или времени и не связаны с динамическими параметрами. Характеристики электронных приборов получают путем непосредственных измерений (с последующей статистической обработкой) в допустимых точках либо с помощью моделирования схемы на компонентном уровне, если математические модели компонентов известны.

Среди статических характеристик наиболее часто используются вольт-амперные характеристики (ВАХ), определяющие связь между токами и напряжениями на выводах электронной схемы в заданных внешних условиях. Реже в цифровой схемотехнике используются зависимости сопротивлений по некоторому входу (выходу) и коэффициентов передачи от токов и напряжений на других выводах.

Входная ВАХ элемента – зависимость тока I_1i (напряжения U_1i) і-го входа от напряжения U_1і (тока I_1і) на этом же входе, а также от напряжения (токов) на остальных выводах при заданных величинах внешних воздействий. Выходная ВАХ – зависимость тока I_2j (напряжения U_2j) от напряжения U_2j (тока I_2j) на j-м выходе, а также от напряжений (токов) на остальных выводах при заданных величинах внешних воздействий. Графически выходные ВАХ представляются семейством одномерных характеристик.

Производными от выходных ВАХ являются передаточные характеристики – зависимость выходного напряжения U_2j (тока I_2j) от входного напряжения U_1і (тока I_1і) при фиксированных напряжениях (токах) на остальных выводах.

Важными статическими характеристиками цифровых элементов являются зависимости токопотребления (энергопотребления) по каждому из выводов, подключаемых к источникам питания.

Динамические характеристики цифровых элементов бывают двух типов и представляют собой зависимость некоторых статических параметров от рабочей частоты или временного интервала. К первому типу динамических характеристик относятся: зависимость длительности задержки распространения сигнала t_{зд. р} от параметров нагрузки Z_н (емкость C_н, индуктивность L_н, сопротивление нагрузки R_н, коэффициент разветвления по выходу К_раз); зависимость длительности задержки t_{зд. р} от температуры и других внешних факторов; зависимость длительности фронта t⁰¹_ф, t¹⁰_ф на выходе элемента от параметров входного сигнала. Ко второму типу характеристик относятся, например: зависимость мощности потребления Р_пот от частоты переключения элемента; зависимость допустимой амплитуды импульсной помехи U_пом от ее длительности.

Дата добавления: 2015-05-10