Параметры спроектированного устройства

Данные параметры приводятся с учётом паразитных ёмкостей:

Выход tф,нс tср,нс tзд01,нс tзд10,нс t зд ср,нс Q1 1,67 1,85 1,61 2,64 2,1 Q2 1,83 1,96 1,52 2,61 2,06 Q3 1,70 1,92 1,51 2,63 2,07 Q4 1,57 1,94 1,46 2,54 2

Все параметры устройства полностью удовлетворяют условиям:

t_ф.= t_ср. ≤ 2 нс t_зд. ≤ 16 нс

Максимальная частота

Уменьшая период тактового сигнала Т,находим минимальный период Т(максимальную частоту),при котором будут ещё выполняться изначально заданные параметры:

t_ф.=t_ср. ≤ 2 нсt_зд. ≤ 16 нс

Получаем значение T_min= 20 нс.

Таким образом, гарантированной максимальной частотой,при которой схема будет работать при выполнении условий ТЗ является частота 50МГц.

Работа схемы при 50МГц

Таблица. Характеристики на максимальной рабочей частоте.

Выход	tф,нс	tср,нс	tзд01,нс	tзд10,нс	t зд ср,нс
Q1	1,73	1,90	2,09	2,85	2,47
Q2	1,86	1,99	2,16	2,8	2,48
Q3	1,75	1,98	2,24	2,8	2,52
Q4	1,67	1,91	2,28	2,89	2,56

Изменение номинала источника с 5В до 3.6В

Выход	tф,нс	tср,нс	tзд01,нс	tзд10,нс	t зд ср,нс
Q1	3,71	4,76	2,39	2,45	2,42
Q2	3,43	4,45	2,2	2,3	2,25
Q3	3,52	4,1	2,34	2,3	2,32
Q4	3,35	4,26	2,18	2,18	2,26

Работа схемы при U­_ип= 3.6 В

При данном напряжении питания не выполняются условия технического задания t_ф.=t_ср. ≤ 2 нс

Изменение нагрузочной ёмкости в 10 раз с 0.75 пФ до 7.5 пФ

При данной нагрузке t_ф~16 нс иt_ср~ 25 нс,что гораздо больше чем необходимо обеспечить.Время задержки в этом случае ~ 11нс,хотя необходимо обеспечить 16,6нс

Потребляемая мощность

Мощность расчитаем с помощью программы OrCAD.

Измерим средний ток,протекающий через источник питания и умножим его на U­_ип= 5 В.

Получим:

P_раб= 1,3 мВт P_max = 3.7 мВт

Так как t_ф.~ t_ср. то потребляемую мощность можно расчитать по формулам:

Мощность потребляемая отдельным триггером:

P_раб= c_н·f_раб·U­²_ип=0,75пФ·20МГц·25В² = 0.375 мВт

P_max= c_н·f_max·U­²_ип=0,75пФ·50МГц·25В² = 0.937 мВт

Мощность потребляемая всей схемой целиком:

P_{раб сх}= 2 мВт

P_{раб сх}= 4 мВт

Выводы относительно схемотехнической части.

Спроектированное устройство – суммирующий счётчик с параллельным переносом выполняет заданную функцию.

При этом его параметры удовлетворяют условиям ТЗ.

Данное устройство занимает площадь 720 мкм на 150 мкм.

Рассмотрена работа схемы с нагрузочной ёмкотью 0.75 пФ. Увеличение емкости в 10 раз до 7.5 пФ привело к тому,что условия ТЗ перестали выполняться.

Понижение U­_ип до 3,6 В также привело к невыполнению условий ТЗ относительно t_фриt_ср.

Устройство работает на частоте 20 МГц. Максимально возможная частота работы при которой выполняются условия ТЗ составляет 50 МГц.

Потребляемая мощность: рабочая - 1,3 мВт

максимальная - 3,7 мВт