Микропроцессоры и эвм в неразрушающем контроле. Лекции 5-й семестр. Лектор: Поляхов м.Ю.

Параметры логических элементов:

1. Статические параметры:

1). Напряжение питания- (указывается допустимый диапазон).

2). Напряжение логической единицы по входу.

3). Напряжение логической единицы по выходу.

4). Напряжение логического нуля по входу.

5). Напряжение логического нуля по выходу.

Логический элемент – элемент, реализующий некую логическую функцию ("да" либо "нет", "0" или "1").

Стоит заметить, что в электрической цепи всегда есть напряжение. Другое дело, что оно может быть равным нулю.

– инвертор

Статическая логическая характеристика:

Данная характеристика снимается следующим образом: повышают напряжение на входе и измеряют соответствующее ему напряжение на выходе.

То есть, уровень логической единицы "1" передатчика должен быть больше уровня логической единицы "1" приемника. Передатчик должен передавать логическую единицу несколько больше, чем ее воспринимает приемник.

Также:

Этот элемент по сути является инвертором (это транзистор в ключевом режиме).

Когда формируем на выходе логический ноль "0", транзистор полностью открыт и через него протекает ток, то есть ток втягивается в транзистор. Когда формируем на выходе логическую единицу "1", транзистор полностью закрыт, ток через него не протекает, а идет на нагрузку.

6). – ток потребления.

Он разный в разных режимах (в режиме логического нуля "0" и логической единицы "1"), потому что в одном случае ток течет через транзистор и нагрузку, а в другом- только через нагрузку.

7). – потребляемая мощность.

8). – допустимый выходной ток- ток, который элемент может выдать в нагрузку.

9). – входной ток (ток, который забирает в себя элемент).

10). Допустимая нагрузка:

– минимальное сопротивление нагрузки (минимальное, потому что максимальное сопротивление- в режиме холостого хода, равное бесконечности).

– максимальная емкость нагрузки.

11). Нагрузочная способность- число входов идентичных логических элементов, которые можно подключить к одному выходу.

К примеру, нагрузочная способность .

ХХ:

Снижаем , тогда , где - текущий суммарный ток.

Если еще больше снизить , то .

Чем меньше , тем ниже элемента (оно теряется в структуре элемента, то есть внутри него)

То есть, существует , при котором еще можно считать .

2. Динамические параметры:

Инвертор:

Усложняем картину:

Устройство не срабатывает мгновенно. Выходной сигнал запаздывает относительно входного.

1). – длительность переднего фронта (время, в течение которого происходит нарастание выходного сигнала).

2). – длительность заднего фронта (спада, среза).

3). – время выключения (время переключения (перехода) из состояния логической единицы "1" в логический ноль "0").

4). – время включения (время перехода из состояния логического нуля "0" в логическую единицу "1").

5). – предельная частота переключения.

То есть, при более высокой частоте элемент включается и тут же выключается, амплитуда напряжения на выходе не достигает уровня логической единицы "1".

Напряжение на выходе не будет успевать принимать уровень логической единицы "1" и логического нуля "0", будет "болтаться".

6). Среднее время задержки:

7). Помехоустойчивость (не статический и не динамический параметр).

Возникает зона неопределенности. В теории ее нет, это зона срабатывания. Зоны "1" и "0" "плавают" в силу свойств кристалла. Необходимо "растащить" уровни "0" и "1". Чем больше растащены эти уровни, тем больше помеха может нарасти.

Второй элемент "считает", что помеха равна 1 В, если напряжение на нем 3 В.

Статическая помехоустойчивость определяется значением напряжения, которое может быть подано на вход логического элемента относительно уровня "0" и "1", не вызывая при этом ложного срабатывания.