Основные параметры логических элементов

1. Коэффициент объединения по входу К_о6 - это число входов микросхемы, с помощью которых реализуется логическая функция.

2. Коэффициент разветвления по выходу К_раз показывает, какое число логических входов устройств этой же серии может быть одновременно присоединено к выходу данного логического элемента.

3. Быстродействие характеризуется временем задержки распространения сигналов. Обычно различают время задержки распространения сигнала при

выключении логического элемента t_здр^1.0, время задержки распространения сигнала

при включении логического элементаt_здр^1.0и среднее время задержки

распространенияt_{здр ср}.

Под временем задержки распространения сигнала при включении логического элемента понимают интервал времени между входным и выходным импульсами при переходе выходного напряжения от уровня логической единицы к уровню логического нуля, измеренный на уровне 0,5 (рис. 12.1, г).

Временем задержки распространения сигнала при выключении считают интервал времени между входными и выходными импульсами при переходе выходного напряжения от уровня логического нуля к уровню логической единицы, измеренный на уровне 0,5 (рис. 12.1, г).

Средним времене.и задержки распространения называют интервал времени, равный полу сумме времен задержки распространения сигнала при включении и выключении логического элемента:

(12.1)

Рис. 12.1. Диаграмма для определения времени задержки распространения сигнала в логическом элементе

1. Напряжение высокого U¹ и низкого U⁰ уровней (входные U '_вх и выходные U⁰_вых и их допустимая нестабильность. Под U¹ и U⁰ понимают номинальные значения напряжений микросхемы в статическом режиме (рис. 12.2, а, б, в). Нестабильность выражается в относительных единицах или процентах.

2. Пороговые напряжения высокого U¹ _пор и низкого U⁰ _пор уровней (входные

U '_вхпор U_вхпор и выходные U¹ _выхпор, и U⁰ _выхпор). Под пороговым напряжением понимают

наименьшее (U¹ _пор) или наибольшее (U⁰ _пор) значение соответствующих уровней, при котором начинается переход логического элемента в другое состояние. Количественно оно характеризуется точкой на амплитудной характеристике ЛЭ, в которой модуль дифференциального коэффициента усиления микросхемы равен единице (рис. 12.2, а, б, в).

3. Входные токи I⁰_вх, I¹_вх при входных напряжениях низкого и высокого уровней.

Помехоустойчивость. Статическая помехоустойчивость — это минимальное значение напряжения помехи на выходе ЛЭ, которое может вызвать

срабатывание подключенного к нему ЛЭ той же серии. Динамическая помехоустойчивость обычно задается в виде графика, связывающего допустимое напряжение помехи и ее длительность (рис. 12.2, г).

Из рис. 12.2, г видно, что при коротких импульсах помехи и их значения могут быть достаточно большими и даже превышающими U¹_вx (при положительной помехе) и U⁰_вx (при отрицательной помехе).

7. Потребляемая мощность Р_пот или ток потребления I_пот

8.

Энергия переключения. Работа, затрачиваемая на выполнение единичного переключения, называется энергией переключения.

Рис. 12.2. Переключательные характеристики (амплитудные) логических элементов, инвертирующих (а,б) и не инвертирующих (в) входной сигнал; зависимость импульсной помехи от ее длительности (г): /// - зона допустимой положительной помехи; \\\ - зона допустимой отрицательной помехи

В данной лабораторной работе для определения типов логических элементов используется лабораторный стенд, содержащий три набора логики, каждый из которых имеет три входа и один выход (лампочка).

Подавая на вход неизвестного логического элемента сигнал, например соответствующий - «1» или «О», либо (совокупность «1», «О»), на выходе можно получить сигнал соответствующий «1» (лампочка загорается), или «О» (лампочка не горит). Исследовать работу каждого из указанных логических элементов можно поочередно, подключая их к источнику питания с помощью переключателей Si S2, S3. Во включенном состоянии может находиться только один из трех переключателей, два других обязательно должны находиться в выключенном состоянии.

Выполнение:

DD 1.1 "И"

x	y	z	F

DD 1.2 "ИЛИ"

x	y	z	F

DD 1.3 "И-НЕ"

x	y	z	F

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.П.ОГАРЕВА

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ И ХИМИИ

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИКИ

Лабораторная работа № 12

«ИЗУЧЕНИЕ АНАЛОГОВЫХ И ЛОГИЧЕСКИХ МИКРОСХЕМ»

Выполнил: Кулаков Н.А.

Проверил: Моисеев Н.В.

Саранск - 2012