книги из ГПНТБ / Ицхоки Я.С. Импульсные и цифровые устройства [учебник]

уменьшения этого различия следует стремиться к выпол­ нению неравенств:

Находя из формулы (25) значения W m - i и ѴП0, после пренебрежения некоторыми малыми величинами получаем

А Ѵ " « Г Т О ^ ' г д е х ^ + ^ - ^ (20.34)

a RrB выражается формулой (30). Из соотношений (34) видно, что паразитный перепад уменьшается с усилением неравенства (31) и неравенства

(m—l)RrB<R-. (20.35)

Формулы (29) и (33) позволяют найти наибольшее зна­ чение коэффициента прохождения паразитного сигнала:

11. Переходный процесс формирования паразитного сигнала. При изменении состояния схемы И возникает пе­ реходный процесс, обусловленный инерционностью дио­ дов и паразитными емкостями схемы. Основной интерес представляет анализ влияния переходного процесса на формирование паразитного перепада выходного потенциа­ ла, так как в переходном процессе возможно появление зна­ чительного в ы б р о с а этого потенциала. Выброс оказы­ вается наибольшим при одновременном возбуждении m— 1 входов схемы И, если один из входов остается невозбуж­ денным (см. рис. 5, а и 6, а). Этот наиболее опасный в прак­ тике эксплуатации схемы случай рассматривается ниже.

Барьерная емкость импульсных диодов очень мала [Сб ^

480

мгновенно снижается до нуля. До рассасывания накоплен­ ного в базе диода заряда Q£ — / д т и диод можно заменить короткозамкнутым элементом (см. § 8.5, пп. 6—8)*'. Это позволяет представить работающую в режиме В схему И (при внезапном в момент t — 0 возбуждении т. — 1 ее вхо­ дов) эквивалентной схемой, изображенной на рис. 12. Здесь С н — емкость нагрузки с учетом емкости монтажа, а ис­ точник Vт учитывает начальное напряжение на этой емкос­ ти.

1ЕГ-Е"

h/?г >>/?*=

Согласно схеме (рис. 12) до момента / = Г„ рассасыва­ ния базовых зарядов закон нарастания выходного потен­ циала можно выразить экспоненциальной функцией (рис. 13)

V

Если с некоторым расчетным запасом пренебречь влиянием больших сопротивлений запираемых диодов, но -учесть их барьерные емкости, то длительность установления ста­ ционарного паразитного сигнала

выразим закон изменения суммарного обратного тока переключае­

Поэтому процесс высасывания зарядов из баз переключаемых дио­ дов протекает весьма интенсивно. Это позволяет пренебречь ре­ комбинацией носителей заряда и полагать, что длительность 7"« высасывания зарядов определяется равенством

' H

выражений (40)—(41), после интегрирования получим трансцен­

«= Еід (0)/(m — 1). Но этот случай практического интереса не

•482

Так как е < 1, то из формул (46) и (47) можно заключить, что для снижения пикового значения паразитного сигнала до прием,

13. Переходный процесс формирования рабочего сигна­ ла. Наибольшая длительность формирования рабочего сиг­ нала получается при переходе схемы от состояния k — m —

— 1 к состоянию k = т. В этом случае m — 1 диодов ос­ таются запертыми, а напряжение на отпертом до коммута­ ции диоде практически мгновенно снижается до нуля. В соот­

Здесь ветви с запертыми диодами представлены в виде си­ стемы параллельно соединенных барьерных емкостей (пренебрежено влиянием обратных сопротивлений диодов и при­ нято RJ(/n — 1 ) s 0 ) , а один диод представлен короткозамкнутым элементом (до рассасывания заряда базы этого

Используя примененный в п. 12 прием, можно найти,

что

1 и =

(m-r)Cs\

дов, можно принять, что практическая длительность уста­

Из изложенного следует, что инерционность диодов не препятствует, а способствует' формированию рабочего сиг­ нала.

14. Пусть в момент tx один из входов схемы перестает возбуждаться. Так как в режиме В диоды в рабочем состоя­ нии находятся при нулевом напряжении, то в момент tx один диод отпирается, а остальные — начинают запирать­ ся. В результате этого суммарная емкость системы оказы-

484

ливыми и в данном случае, если длительность импульсов настолько велика, что длительность ' а а ц их зацепления при одновременном возбуждении всех входов (/г = т) достаточ­ но велика (см. п. 14):

Если моменты появления импульсов на всех входах совпа­ дают и не подвергаются случайным колебаниям, то ^ац —

=tH.

Условие (54) предъявляет определенные требования к длительностям импульсов при заданных параметрах схе­ мы И или же, наоборот, — определенные требования к па-

„раметрам схемы И при заданной длитель­ ности зацепления импульсов.

18.Источники с закрытыми выходами.

+может нарушить нормальную работу схе­ мы И. В таких случаях импульсы подают­

ся на входы схемы И через разделитель­ ные конденсаторы (рис. 17). При большой скважности следования импульсов нижние уровни импуль­

В. НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДИОДНОЙ СХЕМЫ И

19. Диодная схема И с двумя входами (рис. 18) часто используется в качестве вентиля, пропускающего импульсы, поступающие на один из входов схемы И, лишь атечение времени ta действия управляющего сигнала еи поступающего на другой вход схемы И. На рис. 19 приведены временные диаграммы, поясняющие работу вентиля. Характер сигна­ лов на выходе схемы вытекает из правила, сформулирован­ ного в конце п. 2. Для правильной работы схемы парамет­ ры сигналов е, и е2 должны удовлетворять соотношениям, указанным на рис. 19.

486

последовательности импульсов. Работа схемы поясняется временными диаграммами, приведенными на рис. 20. Здесь eL(t) — непрерывный сигнал, подаваемый на один из входов

схемы, а последовательность импульсов высотой Е\ >

>еінаиб подается на другой вход схемы И. Согласно пра­

вилу, сформулированному в конце п. 2, на выходе схемы

-UULÜLÜ

должна получиться последовательность импульсов, промодулнрованных по амплитуде.

Четкость и эффективность работы схемы И, применяе­ мой для решения указанных выше задач, повышается с уси­ лением неравенства Ra + R£ «С (R II ^и)-

487

§ 20.3. ДИОДНЫЕ СХЕМЫ ЛОГИЧЕСКОГО СЛОЖЕНИЯ (ИЛИ)

А. ДИОДНЫЕ СХЕМЫ ИЛИ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО

ТИПА

1. Принципиальные и эквивалентные схемы. Схема ИЛИ для положительной логики совпадает со схемой И для отрицательной логики (рис. 5, б). При отрицательной ло­ гике схема ИЛИ совпадает со схемой И для положительной логики (см. рис. 5, а). Аналогично указанному в § 20.2,

п. 1, схемы ИЛИ приводятся к эквивалентным схемам, изо­

положных логиках вытекает из рассмотрения принципа ра­ боты схемы И (см. § 20.2, п. 2). Действительно, пусть вход­ ные сигналы ві потенциального типа выражаются форму­

Ѵ"н получается, если хотя бы на одном из входов схемы действует потенциал низкого уровня £". Но при отрица­ тельной логике Е' - > 1 и Ѵн-> 1. Следовательно, этот ре­ зультат, получаемый в схеме рис. 21, б, удовлетворяет ло­ гике работы схемы ИЛИ при отрицательной логике. С дру-

488

гон стороны, высокий уровень выходного потенциала Vt в схеме И при положительной логике (рис. 6, а или 21, б) возникает лишь в том случае, когда на все входы схемы по­ даются сигналы высокого уровня Е". Но при отрицатель­

гике (рис. 21, а). Необходимое условие работоспособности

в противном случае диоды всегда заперты и выходной по­

изменит величины Ѵв = Е". Следовательно, рассматривае­ мая схема выполняет логическую операцию ИЛИ.

4. Режимы работы схемы ИЛИ при положительной ло­ гике. В зависимости от соотношения потенциалов Ег и Е' (рис. 21, а) возможны три режима работы схемы: режим А

все диоды заперты, в режиме В — находятся на грани от­ пирания (и д = 0) и в режиме С — диоды слегка приоткрыты. Проводя рассуждения, аналогичные приведенным в § 20.2, п. 4, можно показать, что предпочтительным является ре­ жим В и приемлемым — режим С; режим А нецелесообра­ зен из-за уменьшения рабочего перепада выходного потен­ циала.

5. При Е" > Е' > 0 и Е > Е' (см. рис. 5, б) режим В обеспечивается выбором сопротивления R из равенства

489