- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Исследование влияния параметров элементов схемы на работу базового логического элемента 2и-не ттлш серии 1531
- •Москва, 2013
- •1.Анализ схемы заданного блэ
- •1.1Логические операции и таблица истинности
- •1.2 Структурная схема
- •1.3. Принципиальная схема
- •1.4 Постановка задачи исследования базового логического элемента
- •2. Анализ работы базового логического элемента в статическом и динамическом режимах
- •3.2. Влияние изменения r1,r2.R3,r4,r12,c1 на величины ,
- •3.3. Влияние изменения r1,r2,r3,r4,r12,c1 на величины
- •3.4.Анализ результатов и выбор оптимальных величин для r1,r2,r3,r4,r12,c1.
3.2. Влияние изменения r1,r2.R3,r4,r12,c1 на величины ,
Рассмотрим влияние изменений величин резисторов R1,R2.R3,R4,R12 и емкости C1 на потребляемый схемой ток и мощность. Влияние значения R1 на вид временной диаграммы мгновенного значения тока, потребляемого схемой, показан на рисунке 22.
Рисунок 22- Влияние R1 на потребляемый схемой ток
Значения величин токов и рассчитанные на их основе мощности занесены в таблицу 8.
Таблица 8.
Значение R1,Ом |
,мА |
,мА |
,мВт |
,мВт |
,мВт |
1000 |
6,54 |
6,604 |
32,7 |
33,02 |
32,86 |
2000 |
5,081 |
4,487 |
25,405 |
22,435 |
23,92 |
3000 |
4,605 |
3,78 |
23,025 |
18,91 |
20,96 |
4000 |
4,256 |
3,367 |
21,28 |
16,835 |
19,0575 |
5000 |
4,097 |
3,145 |
20,458 |
15,725 |
18,0915 |
На рисунке 23 приведены графики, построенные на основе значений таблицы 8.
Рисунок 23- Зависимость , от R1
На рисунке 23 приведены изменения статических параметров в зависимости от изменений значений R1, которые показывают существенное изменение величин мощностей и токов. Увеличение R1 от 1000 Ом до 5000 Ом уменьшает значения с 6,6 до 3,1 мА, а – с 6,5 до 4 мА. Средняя мощность при изменении значений R1 от 1000 Ом до 5000 Ом меняется от 32,8 мВт до 18 мВт.
Влияние значения R2 на вид временной диаграммы мгновенного тока, потребляемого схемой, показан на рисунке 24.
Рисунок 24 - Влияние R2 на потребляемый схемой ток
Значения токов и рассчитанные на их основе мощности приведены
в таблице 9.
Таблица 9.
Значение R2,Ом |
,мА |
,мА |
,мВт |
,мВт |
,мВт |
1000 |
7,016 |
4,524 |
35,08 |
22,62 |
28,85 |
2000 |
5,652 |
4,51 |
28,26 |
22,55 |
25,405 |
3000 |
5,239 |
4,459 |
26,195 |
22,295 |
24,245 |
4000 |
5,017 |
4,414 |
25,085 |
22,07 |
23,5775 |
5000 |
4,795 |
4,383 |
23,975 |
21,915 |
22,945 |
6000 |
4,684 |
4,3 |
23,42 |
21,5 |
22,46 |
Данные таблицы 9 представлены в виде графиков на рисунке 25.
Рисунок 25- Зависимость , от R2
Из рисунка 25, видно , что при изменении значений R2 от 1000 Ом до 6000 Ом есть изменения токов и мощностей. Увеличение R2 уменьшает значение с 7 мА до 4,6 мА, а почти не меняется и остается на уровне 0.2 мА. Средняя мощность при изменений R2 от 1000 Ом до 6000 Ом уменьшается с 28,5 мВт до 22,4 мВт.
Влияние значения R3 на вид диаграммы тока, потребляемого схемой, показан на рисунке 26.
Рисунок 26 - Влияние R3 на потребляемый схемой ток
Значения токов и рассчитанные на их основе мощности занесены в таблицу 10.
Таблица 10.
Значение R3,Ом |
,мА |
,,мА |
,мВт |
,мВт |
,мВт |
500 |
9,762 |
6,88 |
48,81 |
34,4 |
41,605 |
1000 |
6,1 |
4,7 |
30,5 |
23,5 |
27 |
1500 |
5,1 |
4,4 |
25,5 |
22 |
23,75 |
2000 |
4,4 |
4,3 |
22 |
21,5 |
21,75 |
2500 |
4,1 |
4,1 |
20,5 |
20,5 |
20,5 |
3000 |
3,9 |
4,09 |
19,5 |
20,45 |
19,975 |
Данные таблицы 10 приведены на рисунке 27.
Рисунок 27- Зависимость , от R3
На графиках рисунка 27 и в таблице 10 показаны изменения значений R3 от 500 Ом до 3000 Ом, по которым можно определить, что ток и мощность уменьшаются. Так, меняется от 6,8 мА до 4 мА, а от 9,7мА до 3,9мА. Также изменяются и мощности, потребляемые схемой. Средняя мощность в зависимости от изменений R3 от 500 Ом до 3000 Ом меняется от 41,6 мВт до 19,9 мВт.
Влияние значения R4 на вид диаграммы тока, потребляемого схемой, показан на рисунке 28.
Рисунок 28 - Влияние R4 на потребляемый схемой ток
Значения токов и рассчитанные на их основе мощности занесены в таблицу 11.
Таблица 11.
Значение R4,Ом |
,мА |
,,мА |
,мВт |
,мВт |
,мВт |
500 |
5,135 |
4,954 |
25,675 |
24,77 |
25,2225 |
1000 |
5,196 |
4,585 |
25,98 |
22,925 |
24,4525 |
1500 |
5,108 |
4,369 |
25,54 |
21,845 |
23,6925 |
2000 |
5,077 |
4,215 |
25,385 |
21,075 |
23,23 |
2500 |
4,932 |
4,246 |
24,66 |
21,23 |
22,945 |
3000 |
4,892 |
4,154 |
24,46 |
20,77 |
22,615 |
Данные таблицы 11 приведены на рисунке 29.
Рисунок 29- Зависимость , от R4
На графиках рисунка 29 и в таблице 11 видно, что при изменении R4 от 500 Ом до 3000 Ом, уменьшаются значения тока от 5,1мА до 4,8мА и от 4,9мА до 4,1мА. Соответственно токам меняются и мощности потребляемой схемы. Средняя мощность при изменении R4 от 500 Ом до 3000 Ом меняется от 25,2 мВт до 22,6 мВт.
Влияние значения R12 на вид диаграммы тока, потребляемого схемой, показан на рисунке 30.
Рисунок 30 - Влияние R12 на потребляемый схемой ток
Значения токов и рассчитанные на их основе мощности занесены в таблицу 12.
Таблица 12.
Значение R12,Ом |
,мА |
,мА |
,мВт |
,мВт |
,мВт |
400 |
5,323 |
5,662 |
26,615 |
28,31 |
27,4625 |
1000 |
5,262 |
4,957 |
26,31 |
24,785 |
25,5475 |
1600 |
5,057 |
4,559 |
25,285 |
22,795 |
24,04 |
2200 |
4,965 |
4,438 |
24,825 |
22,19 |
23,5075 |
2400 |
4,886 |
4,332 |
24,43 |
21,66 |
23,045 |
Данные таблицы 12 представлены в виде графиков на рисунке 31.
Рисунок 31- Зависимость , от R12
Из графиков рисунка 31 и таблицы 12 видно, что при изменении R12 от 400 Ом до 2400 Ом ток уменьшается с 5,6 мА до 4,3 мА, а с 5,3мА до 4,8 мА. Относительно токов изменяются и мощности, потребляемые схемой. Средняя мощность при изменении R12 от 400 Ом до 2400 Ом меняется от 27,4 мВт до 23 мВт.
Влияние изменении значения C1 на вид диаграммы тока, потребляемого схемой, показан на рисунке 32.
Рисунок 32 - Влияние C1 на потребляемый схемой ток
Значения токов и рассчитанные на их основе мощности занесены в таблицу 13.
Таблица 13.
Значение C1,pФ |
,мА |
,мА |
,мВт |
,мВт |
,мВт |
5 |
5,262 |
4,246 |
26,31 |
21,23 |
23,77 |
10 |
4,954 |
4,431 |
24,77 |
22,155 |
23,4625 |
15 |
4,892 |
4,554 |
24,46 |
22,77 |
23,615 |
20 |
4,862 |
4,738 |
24,31 |
23,69 |
24 |
25 |
4,892 |
4,831 |
24,46 |
24,155 |
24,3075 |
30 |
4,832 |
4,923 |
24,16 |
24,615 |
24,3875 |
Данные таблицы 13 приведены на рисунке 33.
Рисунок 33- Зависимость , от C1
На графиках рисунка 33 и из таблицы 13 видно, что при изменении значений C1 от 5 пФ до 30 пФ ток меняется по-разному, в частности, уменьшается от 5,2 мА до 4,8 мА, а , наоборот, увеличивается от 4,2 мА до 4,9 мА. Мощность изменяется в зависимости от тока. Средняя мощность при изменении C1 от 5 пФ до 30 пФ меняется от 23,7 мВт до 24,3 мВт.