Конспект_СвСУ. Конспект лекций для студентов специальности 153 01 07 Информационные технологии и управление в технических системах
 Скачать 8.24 Mb.
|
2 ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ2.1 Основные определенияЭлектронные схемы, построенные только на логике, называют комбинационными. Выход или выходы зависят только от комбинации переменных на входах. В отличие от них схемы, содержащие элементы памяти (например, триггеры), называют последовательностными. Последовательностные, так как выход (выходы) зависят не только от комбинации переменных, но и от состояния элементов памяти (последовательности записи в них). Выделяют три основных вида логических элементов: 1 Выполняют операцию сложения (сумматор). Дизъюнкция.   2 Выполняют операцию умножения. Конъюнкция.   3 Выполняют отрицание.   Логические элементы, реализующие эти операции, называют простейшими, а те, которые содержат несколько простейших, называют комбинированными. Большая часть логических элементов сложения, умножения выполняется с отрицанием. Их типовая характеристика в статическом режиме имеет вид, изображенный на рисунке 2.1.  Рисунок 2.1 – Статическая характеристика логических элементов с отрицанием  – помеха, которая выводит логический элемент из устойчивого состояния М на начало активной области в точку А (см. рисунок 2.1). – помеха, выводящая из устойчивого состояния N в подножье активной области точки Б. – активная область, рабочая точка в этой области перемещается скачком, и большинство логических элементов имеет ограничение по времени нахождения рабочей точки в этой области. Внутри между точками А и Б можно устанавливать рабочую точку только радиолюбителям.В зависимости от цифровых величин , выделяют три вида логических схем:– низкая помехоустойчивость (0,3÷0,4 долей вольта); – средняя помехоустойчивость (0,4÷1 В); – высокая помехоустойчивость (выше 1 В). К схемам с высокой помехоустойчивостью относятся диодные логические схемы (до нескольких кВ); станковая логика (10÷15 В); комплементарная логика КМОП (6÷8 В). По быстродействию выделяют четыре типа: – время задержки менее 5 нс – сверхбыстродействие; – 5÷10 нс – быстродействующая логика; – 10÷50 нс – малое быстродействие; – более 50 нс – медленнодействующие логические схемы. Важным параметром является потребление мощности. 1 Выделяют микромощные логические схемы от одного до десятков мкВт на корпус. Обычно это КМОП–логика (см. КМОП–ключи) или логика с инжекционным питанием. 2 Логика со средним потреблением мощности от одного до десятков мВт на корпус. Обычно это ТТЛ–логика. 3 Логика с высоким потреблением мощности (сотни мВт на корпус). Ранее была тенденция: чем больше потребление, тем выше быстодействие, потому что элементы транзисторов различных типов переключаются наиболее быстро в активной области (в этой области наибольшее потребление). Выделяют – диодные логические схемы (наиболее простые); – транзисторно–транзисторные (ТТЛ–логика); – эмиттерно–связная логика (ЭСЛ) – разновидность ТТЛ, отличие в эмиттерных связях, режиме и отрицательном питании, поэтому логику еще называют отрицательной в отличие от положительной логики ТТЛ (+2...5В) Для соединения, согласования их друг с другом, применяют схемы согласования ПУ (преобразователи уровня К500, ПУ124, ПУ125, К176 ПУ1, ПУ10). – логика с инжекционным питанием И2Л – разновидность ТТЛ–логики (И2 – интегральная с инжекционным питанием). – КМОП–логика – разновидность ТТЛ, но на УТ разного типа проводимости. – ОПТЛ – (оптронные связи, транзисторная логика) дает гальваническую развязку. – логика ПТШ, использующая полевые транзисторы Шоттки. – логические матрицы. По температурному запасу выделяют – микросхемы широкого применения с температурным диапазоном –10°С…+70°С – микросхемы специального применения –60°С… +125°С Выделяют также по числу входов и по нагрузочной способности – с малым числом входов m до десяти – с большим числом входов – свыше десяти – с малой нагрузочной способностью n, равной единице. Под нагрузочной способностью подразумевают количество однотипных логических схем, которые можно подключить к выходу точно такой же логической схемы. Малую нагрузочную способность имеют пассивные логические схемы. – со средней нагрузочной способностью n до десяти – с высокой нагрузочной способностью n>10 |