2020-01-14
161
Серия представляет собой комплект интегральных схем, имеющих единое схемное и конструктивно-технологическое исполнение. В состав серии, наряду с комбинационными схемами, выполняющими простые логические функции, и триггерными схемами (элементы памяти), входят так же интегральные схемы, представляющие собой целые узлы и блоки арифметических устройств.
Выпускаемые электронной промышленностью серии биполярных цифровых интегральных схем по типам базовых электронных ключей разделены на схемы:
– резистивно-транзисторной логики (РТЛ);
– диодно-транзисторной логики (ДТЛ);
– резистивно-емкостной транзисторной логики (РЕТЛ);
– транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ);
– эмиттерно-связанной транзисторной логики (ЭСТЛ).
В этих обозначениях, словом логика заменяется понятие электронный ключ.
Наряду с биполярными схемами получили широкое распространение цифровые интегральные схемы на МОП – структурах (на транзисторах р – типа с обогащенным каналом, КМОП – схемы на дополняющих транзисторах), а также схемы с базовым ключом интегрально-инжекционной логики (ИИЛ).
|
|
|
Серии РТЛ-, РЕТЛ- и ДТЛ – типов, хотя и продолжают выпускаться промышленностью, но используются для комплектации серийной радиоэлектронной аппаратуры и не применяются в новых разработках. Наиболее широкое распространение в современной аппаратуре получили серии ИС ТТЛ, ЭСТЛ, ИИЛ и схемы на МОП – структурах. Опыт показал, что эти типы цифровых интегральных схем отличаются лучшими электрическими параметрами, удобны в применении, имеют более высокий уровень интеграции и обладают большим функциональным разнообразием.
Выбор элементной базы заключается в обосновании применения в устройстве тех или иных элементов, серийно выпускаемых промышленностью. Выбор осуществляется на основе анализа структурной схемы, позволяющей определить требования к элементам, обеспечивающим заданное функционирование. Предпочтение следует отдавать тем элементам, которые удовлетворяют техническим требованиям (надёжность, быстродействие, потребляемая мощность и т.д.) и являются доступными и относительно дешёвыми. С целью унификации устройства целесообразно использовать однотипные элементы.
На основании анализа разработанной структурной схемы модуля и типа используемого микропроцессора, сначала необходимо обосновать выбор типа базового ключа, а затем приступить к выбору и обоснованию применения конкретной серии коммуникационных схем, имеющейся в серийно выпускаемой номенклатуре.
Для примера рассмотрим несколько разновидностей серии ТТЛ. Это:
– стандартные серии – 133, К155 (функциональные аналоги сери SN54/74, разработанные фирмой TexasInstruments);
|
|
|
– серии с высоким быстродействием – 130, К131 (функциональные аналоги серии SN54H/74H, здесь H обозначает повышенное быстродействие);
– микро мощная серия – 134 (функциональные аналоги серии SN54L/74L, здесь L обозначает малую потребляемую мощность);
– серии с диодами Шоттки – 530, К531 (функциональные аналоги серии SN54S/74S, здесь S обозначает наличие в схемах диодов Шоттки);
– микро мощная серия с диодами Шоттки – К555 (функциональный аналог SN74LS);
– усовершенствованная серия с высоким быстродействием малым потреблением мощности К1531 (функциональные аналоги 54F/74F, здесь F обозначает FAST – усовершенствованные ТТЛШ фирмы Fairchild);
– усовершенствованная микро мощная серия с диодами Шоттки К1533 (функциональный аналог SN54ALS/74ALS);
К числу основных электрических параметров, которые достаточно полно характеризуют все схемы ТТЛ – типа и позволяют сравнивать их между собой, относятся: быстродействие, потребляемая мощность, нагрузочная способность, помехоустойчивость и коэффициент объединения по входу. К этим параметрам следует добавить. К этим параметрам следует добавить так же величину логических уровней, так как они определяют возможность совместной работы микросхем разных серий. Эти уровни важно знать при сопряжении сигналов интегральных схем ТТЛ с сигналами других цифровых и аналоговых схем.
Логические элементы ТТЛ обладают большей нагрузочной способностью (Краз. = 10). Большие выходные и сравнительно невысокие входные токи способствуют хорошему согласованию схем между собой. Как правило, в состав серии ТТЛ включается схема с открытым коллекторным выходом и логический элемент с большим коэффициентом разветвления по выходу (повышенной нагрузочной способностью). Непосредственная, электрическая совместимость позволяет уменьшить число источников питания и исключает необходимость разработки специальных схем согласования уровней.
При разработке аппаратуры необходимо учитывать также предельно допустимые режимы эксплуатации интегральных схем, превышение которых может привести к выходу интегральной схемы из строя.
Выбор и обоснование принципиальной схемы устройства
