Ответы на вопросы к экзамену по схемотехнике.

1. Понятие о логическом элементе. Простые и сложные лэ. Функции, реализуемые лэ.

Логическими элементами (ЛЭ), или логическими вентилями называют электронные схемы, выполняющие простейшие логические операции над логическими величинами.

Простые логические элементы: И ИЛИ НЕ

Сложные представляют собой несложную комбинацию из простейших логических элементов. От более сложных комбинационных микросхем, которым будет посвящена следующая лекция, эти элементы отличаются именно очевидной сводимостью к простейшим элементам. Поэтому в справочниках обычно даже не приводятся таблицы истинности этих элементов.

Типичный пример сложного логического элемента — ЛР1. В корпусе микросхемы содержится два элемента, каждый из которых представляет собой комбинацию из двух элементов 2И и одного элемента 2ИЛИ-НЕ.

2. Системы лэ. Понятия функциональной и технической полноты системы лэ.

Система элементов - функционально и технически полный набор элементов, рассчитанных на совместную работу, имеющих единое конструктивно-технологическое оформление и схемотехническое построение.

Функциональная полнота – свойство системы элементов реализовать любую, сколь угодно сложную ФАЛ; реализуется функционально полным набором логических элементов.

Техническая полнота - свойство системы элементов реализовать помимо логических другие функции, в том числе вспомогательные и специальные. К этим функциям относятся преобразование уровней сигналов, обеспечение нагрузочной способности, восстановление сигналов по форме и амплитуде, генерация сигналов, индикация состояния запоминающих элементов, формирование сигналов записи и считывания информации запоминающих устройств.

3. Представление информации в лэ.

В практических схемах, реализующих логические функции (т. е. в ЛЭ), логические нули (0) и единицы (1) представляются определенными несовпадающими значениями напряжения:

– логический нуль (0) – напряжением (или уровнем) нуля U0;

– логическая единица (1) – напряжением (или уровнем) единицы U1.

Такое представление называется «потенциальным кодированием». Если уровень единицы U1 больше уровня нуля U0, то говорят, что схема работает в «положительной логике». В противном случае схема работает в «отрицательной логике».

4. Параметры лэ.

1. Функциональные:

   1. Коэф. объединения по выходу (нагрузочная способность) – характеризует максимальное количество схем нагрузки которое можно подключить к выходу ЛЭ.

   2. Коэф. объединения по входу – характеризует максимальное количество входов ЛЭ.

   3. Помехоустойчивость – максимально допустимое напряжение действующий на вход помехи. Характеризуется величиной «+» для 0 и «-» для 1.

   4. Динамическая помехоустойчивость – характеристика помехоустойчивости ЛЭ для импульсных помех, которые характеризуются длительностью, амплитудой и формой.

   5. Потребляемая мощность в статическом режиме.

   6. Потребляемая мощность в динамическом режиме.

2. Измеряемые: статические параметры ЛЭ измеряются в состояние «0» и «1» на входе.

   1. Входной и выходной ток 0 и 1

   2. Выходное напряжение

   3. Пороговое напряжение

   4. Напряжение питания

3. Динамические

   1. Максимально допустимая частота переключений (время задержки = (задержка фронта+задержка спада)/2).

   2. Степень интеграции – количество элементов на единицу площади.

Параметры,   зависящие   от   времени,   называются   динамическими.   Основными из них являются:

• время задержки распространения сигнала при включении логических элементов ;

• время задержки распространения сигнала при выключении логических элементов.