6.Обоснование выбора элементной базы.

Один из важных этапов разработки любого устройства – выбор серии ИС, так как от правильного выбора зависит будет ли в конечном итоге устройство отвечать всем требованиям, предъявляемым к ней .

В общем случае выбор оптимального объекта из некоторого множества объектов включает в себя ряд исходных данных : конечное множество объектов, из которых предстоит выбрать, цель выбора, совокупность параметров, характеризующих объекты выбора, и т. д.

Серии ИС как объект выбора характеризуются совокупностью различных параметров, имеющих различную размерность (тока, напряжения, времени, емкости, сопротивления, мощности).

Приступая к проектированию, исходя из требований ТЗ, определяется минимальный набор характеристик по которым будет производится выбор серии ИС. При этом может оказатся, что предъявляемым требованиям отвечает не одна, а несколько серий ИС. Тогда выбирается любая из отобранных серий.

Сравнение серий ИС часто берут обобщенные критерии, используя различные комбинации основных параметров.

Наиболее известный и широко применяемый обобщенный критерий выбора – работа переключения, определяемая произведением средней задержки на среднюю мощность потребления. Очевидно, что чем меньше работа переключения, тем лучше ИС. Значение этого параметра для большинства микросхем остается постоянным при условии постоянства транзисторов. Наименьшим значением работы переключения обладают ТТЛ-схемы.

Второй обобщенный критерий- добротность. Добротность зависит от уровня технологии, она более всесторонне характеризует свойства логических схем.

Третий критерий- коэффициент использования питания- определяется оотношением мощности распространения к средней мощности потребления схемы. Под мощностью распространения при этом понимается минимальное значение мощности рассеяния, Необходимое для того, чтобы импульс включения с минимальной допустимой скоростью распространялся по схеме. Мощность рассеяния идеального логического элемента в выключенном состоянии равна 0, а после включения его мощность рассеяния равна мощности распространения.

Максимальным значением коэффициента использования питания обладают ТТЛ- схемы, минимальным ЭСЛ- схемы.

Использование обобщенных критериев не учитывает ряд характеристик как самих микросхем, так и возможных параметров работы устройства. Такой учет взаимосвязанных характеристик возможен при применении специальной методики. Эта методика заключается в следующем. Производится сравнительная оценка по параметрам, отражающим производственные и потребительские качества той или иной серии ИС, что дает возможность провести выбор серии ИС, оптимальной с точки зрения конструкторской, технической, экономической, технологической и эксплуатацион-ной.

Микросхемы 555 серии представляют собой цифровые маломощные схемы, выполненные по биполярной технологии на основе транзисторно- транзисторной логики с диодами Шотки (ТТЛШ).

Выберем в качестве базовой 555-ю серию, как наиболее распространенную и наиболее функционально представленную.

В функциональных преобразователях необходимо применять детали, позволяющие преобразовывать сигналы с наименьшими потерями в точности и параметрами , наиболее приближенными к расчетным значениям. Поэтому для обеспечения качественного воспроизведения функции выбрана следующая элементная база.

Прецизионный усилитель должен обладать большим коэффициентом усиления и подавления синфазного сигнала , малым дрейфом напряжения смещения нуля , малым уровнем шумов, большим входным сопротивлением.

Для обеспечения качественной аппроксимации функций выбран прецизионный операционный усилитель КР140УД17А.

Характеристики операционного усилителя:

Вкачестве аналогового умножителя выбран высокоточный аналоговый перемножитель КМ525ПС3А.

Характеристики аналоговый перемножитель КМ525ПС3А:

Выбран аналоговый коммутатор выполненный по КМОП технологии с минимальным сопротивлением канала и максимальным быстродействием КР590КН3:

Для получения 10В – ого напряжения используем 12-ти разрядный ЦАП – К572ПА2А:

Для установки коэффициентов передач БОСП используем 10-ти разрядные ЦАПы – К572ПА1:

В качестве 16-ти разрядного счетчика используем четыре 4-ех разрядных счетчка К555ИЕ7.

Для обеспечения логических операций используем четыре м/с “ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ” (К555ЛП5А) и одну м/с “И-НЕ” (К555ЛА3А). Для всех м/с 555 серии:

Для установки единичных коэффициентов передачи выбраны прецизионные резисторы :

МРХ -- особостабильные проволочные резисторы

ТКС =

Для настройки ЦАПов используются подстроечные многооборотные, проволочные резисторы с высокой разрешающей способностью:

СП5-2ВБ -- ТКС =

Nоб = 40

В фильтре питания керамический КМ6 и электролитический К50-35 конденсаторы.

Используем кремнеевые выпрямительные диоды - КД514А