5.3.7. Сравнительная таблица основных параметров логических элементов

Логика Параметр	ДТЛ	ТТЛ	ЭСЛ	ИИЛ	МОП	КМОП
Pпот, мВт	20-130	2-40	8-25	10-100	0,4-50	0,01-0,1
Uпит, В	5; 15	5	-5,2	1-15	9-27	9-27
U0вых, В	0,1-0,4; 1,5	0,4	-1,7	0,05	0,05-0,15	0,5
U1вых, В	2,5-4,8; 13,5	2,4	-0,9	0,85	Uпит – (1,5-2,0)	Uпит – (1,5-2,0)
Уровень помехи, В	0,7	0,6	0,2	0,1	до 8	до 8
Коб	6	8	5-12	1	4-12	4
Краз	8	10	15	1-5	10-20	до 100
tздр, нс	10-50	4-50	1,5	100	400	500
Fmax, МГц	20	10-50	550	10-100	1-10	1-10

Из всех логических элементов наибольшее быстродействие имеют элементы ЭСЛ, а элементы КМОП имеют наименьшее потребление, причем они же имеют лучшую нагрузочную способность.

Для выбора типа микросхем при построении электронного устройства обычно вначале определяют, какой из перечисленных в таблице параметров имеет первостепенное значение. Затем определяют следующий по значимости параметр и т.д.

В зависимости от заданных приоритетов и выбирается тот или иной тип микросхем.

5.3.8. Согласование в логических схемах

Необходимость в согласовании возникает при:

1. Построении схем, содержащих интегральные логические элементы и дискретные элементы. Согласование производится с учетом входных и выходных ВАХ используемых элементов.

2. Построении сложных аналого-цифровых схем. Согласование аналоговой части схемы с цифровой частью осуществляется с использованием специализированных микросхем компараторов (например, К521СА1) или специальной схемы, в которой компаратор строится на микросхеме операционного усилителя (рис. 5.43).

Рис. 5.43

Схема содержит компаратор с двумя входами и последующий параллельный диодный ограничитель на диодах VD3, VD4. Входные сигналы U₁ и U₂ могут быть различны: если U₁ – разнополярный аналоговый сигнал, то U₂ подключается к корпусу; если U₁ – однополярный аналоговый сигнал, то на U₂ подается сигнал той же полярности, но с амплитудой примерно вдвое меньшей. Эта схема позволяет согласовывать не только аналоговые входы с цифровым выходом, но и цифровой входной сигнал с цифровым выходным, что необходимо при использовании разнотипных логических элементов. Таким образом, рассмотренная схема является универсальной. К недостаткам схемы можно отнести необходимость защиты операционного усилителя по входам (диоды VD1, VD2) и выходу (R₃), достаточно большую инерционность и необходимость иметь для операционного усилителя собственный источник питания, который по номиналам отличается от источников питания согласуемых схем.

3. Построении схем на разнотипных логических элементах. Согласование может быть осуществлено тремя способами:

а) с использованием рассмотренной (рис. 5.43) универсальной схемы;

б) с использованием дискретных элементов. Пример схемы согласования ТТЛ с ЭСЛ приведен на рис. 5.44.
	Рис. 5.44

Недостатком схемы является отсутствие гальванической развязки между входом и выходом. Для устранения этого недостатка вместо R₂ и R₃ можно поставить оптрон;

в) с использованием специализированных микросхем преобразователей уровня, некоторые из которых перечислены ниже

К100ПУ125, К500ПУ125	ЭСЛ → ТТЛ
К100ПУ124	ТТЛ → ЭСЛ
К564ПУ4	КМОП → ТТЛ
К564ПУ7, ПУ8	ТТЛ → КМОП

Схема включения (рис. 5.45) в этом случае содержит три элемента, где А – логический элемент одного типа, В – схема преобразователя уровней, С – логический элемент другого типа.
	Рис. 5.45

Схемы преобразователей уровня требуют двух номиналов напряжения питания в соответствии с напряжениями питания согласуемых схем и являются более инерционными, чем согласуемые схемы.