Динамические параметры ЛЭ

Основным динамическим параметром ЛЭ является его быстродействие, определяемое скоростями перехода из одного состояния в другое. Быстродействие ЦУ определяется задержками сигналов, как в ЛЭ, так и в цепях их межсоединений.

Временные диаграммы переключения инвертирующего ЛЭ (рис. 9) показывают длительности характерных этапов переходных процессов, отсчитываемые по так называемым измерительным уровням. Мо­ментом изменения логического сигнала считают момент достижения им по­рогового уровня. Часто за пороговый уровень принимают середину логиче­ского перепада сигнала, т. е. (U ₀ + U ₁)/2. Иногда пороговый уровень указывается более точно в паспортных данных элемента. На временных диаграммах показаны задержки распространения сигнала при изменении выходного напряжения элемента от U ₁ до U ₀ и обратно (t ¹⁰ и t ⁰¹). Очень часто для упрощения расчётов пользуются усреднённым значением задерж­ки распространения сигнала t _з = (t ¹⁰ + t ⁰¹)/2.

Рис. 9. Временные диаграммы процессов переключения ЛЭ

Следует обратить внимание на то, что усреднение согласно приведённому соотношению не относится к технологическому разбросу задержек. Также следует заметить, что справочные данные о задержках соответствуют опре­делённым условиям измерений, указанным в справочниках. Если условия работы элемента отличаются от условий измерения, то может потребоваться коррекция справочных данных.

На быстродействие ЦУ влияют также ёмкости, на перезаряд которых требу­ются затраты времени. В справочных данных приводятся входные и выход­ные ёмкости ЛЭ, знание которых позволяет подсчитать ёмкости нагрузки в узлах схемы. Для подключаемой к выходу элемента ём­кости приводятся две цифры: номинальная ёмкость нагрузки C_L (L от Load – нагрузка) и пре­дельно допустимая ёмкость С _max . Первая ёмкость соответствует условиям измерения задержек сигналов, так что именно для неё справедливы значе­ния задержек сигналов, приведённые в справочных данных. Если реальная нагрузочная ёмкость отличается от номинальной, то изменятся и значения задержек. Значения реальных задержек можно оценить с помощью соотноше­ния

t _з = t _з.н + k Δ C,

где t _з.н – номинальное значение задержки; Δ C = С – C_L; С – фактическое значение нагрузочной ёмкости; k – коэффициент, вели­чина которого задаётся для каждой серии элементов индивидуально.

Предельно допустимая ёмкость указывает границу, которую нельзя нару­шать, поскольку при этом работоспособность элемента не гарантируется.

Разумеется, при подсчёте ёмкостей в узлах ЦУ учитываются и ёмкости меж­соединений (монтажные ёмкости).