Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Программные средства foundation 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 [ 47 ] 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359

НЕ ВСЕ ТАК ПРОСТО!

Расчетная длительность переходного процесса на самом деле сильно зависит от выбора логических уровней. Если в примерах этого раздела в качестве порогов высокого уровня и низкого уровня использовать значения 2.0 В и 3.0 В вместо 1.5 В и 3.5 В, то получим меньшее время для каждого из переходных процессов. С другой стороны, если использовать уровни 0.0 В и 5.0 В, то расчетное время переходных процессов будет бесконечным! Следует также иметь в виду, что у некоторых логических семейств (особенно у семейства ТТЛ), пороги не симметричны относительно средней точки между минимальным и максимальным напряжением. Тем не менее, опыт автора показывает, что оценка по правилу время переходного процесса равно постоянной времени соответствующей ЛС-цепи обычно вполне применима.

3.6.2. Задержка распространения

Время нарастания и время спада сигнала лишь частично описывают поведение логического элемента в динамике; необходимы дополнительные параметры, чтобы связать временные диаграммы входного и выходного сигналов. Путь прохождения сигнала (signal path) - это цепочка из электрических звеньев, по которой сигнал от входа проходит к выходу в рассматриваемом логическом элементе. Задержка распространения (propagation delay) t вдоль пути прохождения сигнала определяется как время, необходимое для того, чтобы изменение входного сигнала привело к изменению выходного сигнала.

Сложный логический элемент с большим числом входов и выходов может иметь различные значения t при прохождении сигнала по тому или иному пути. Задержка распространения сигнала по данному пути зависит также от того, в каком направлении изменяется выходной сигнал. На рис. 3.42(a) указаны два различных значения задержки распространения от входа до выхода (без учета времени нарастания и спада) для КМОП-инвертора в зависимости от направления изменения сигнала на выходе:

pHL ~ время между изменением сигнала на входе и соответствующим изменением сигнала на выходе при переходе выходного напряжения с высокого уровня на низкий;

t,.- время между изменением сигнала на входе и соответствующим изменени-ем сигнала на выходе при переходе выходного напряжения с низкого уровня на высокий.

Отличная от нуля задержка распространения вызвана несколькими факторами. На скорость изменения состояния транзисторов в КМОП-устройстве оказывают влияние как физические процессы в полупроводнике, так и условия эксплуатации схемы, включая скорость изменения входного сигнала, входную емкость и нагрузку на выходе. В многоуровневых схемах типа неинвертирующего вентиля и в устройствах, реализующих более сложные логические функции, может потребовать-



ся изменение состояния нескольких внутренних транзисторов, прежде чем сможет измениться уровень сигнала на выходе. Но даже тогда, когда напряжение на выходе начинает изменяться, при отличных от нуля времени нарастания и времени спада требуется определенное время, чтобы пересечь область между логическими уровнями, как было объяснено в предыдущем разделе. Все эти факторы вносят свой вклад в задержку распространения сигнала.

OUT

out

Рис. 3.42. Задержки распространения сигнала для КМОП-инвертора: (а) без учета времени нарастания и спада; (Ь) определяемые по моментам перехода через средние значения

Чтобы не учитывать влияния времени нарастания и времени спада, производители обычно указывают задержку распространения по моментам перехода входного и выходного сигналов через среднюю точку, как показано на рис. 3.42(b). Однако иногда задержки определяются и по моментам пересечения пороговых значений логических уровней, особенно в тех случаях, когда на работе устройства может неблагоприятно сказаться медленное нарастание и спад входного сигнала. Например, на рис. 3.43 показано, как можно определить минимальную длительность входного импульса для Л5-защелки (изучаемой в разделе 7.2.1).

S или R


Рис. 3.43. Определение длительности интервала времени по граничным значениям логических уровней в наихудшем случае

Кроме того, производитель может указывать абсолютные максимальные значения времени нарастания и спада входного сигнала, при которых гарантируется надежная работа. Быстродействующие КМОП-схемы при слишком медленных изменениях входного сигнала могут потреблять чрезмерно большой ток или генерировать колебания.



3.6.3. Потребляемая мощность

Мощность, потребляемая КМОП-схемой при неизменном уровне сигнала на выходе, называется статической рассеиваемой мощностью {static power dissipation) или мощностью, рассеиваемой в режиме покоя {quiescent power dissipation). (При обсуждении вопроса о том, какая мощность тратится при работе устройства, термины потребляемая и рассеиваемая мощность означают практически одно и то же.) У большинства КМОП-схем статическая рассеиваемая мощность очень мала. Именно это делает их такими привлекательными для портативных ЭВМ и для других применений, когда требуется, чтобы потребляемая мощность была мала: во время пауз в работе компьютера потребляется очень небольшая мощность. Существенную мощность, называемую динамической рассеиваемой мощностью {dynamicpower dissipation), КМОП-схема потребляет только во время переходных процессов.

Одной из причин рассеивания мощности при переходе из одного состояния в другое является частичное замыкание выходной цепи КМОП-схемы. Если входное напряжение не равно примерно О В или напряжению питания V, то оба выходных транзистора-р-канальный и и-канальный-могут быть частично открыты , при этом их суммарное сопротивление равно 600 Ом или меньше. В этом случае ток течет через транзисторы от шины питания к земле. Таким образом, величина потребляемой мощности зависит, как от значения так и от скорости переходного процесса на выходе и определяется по формуле

гае:

Pj - мощность рассеиваемая внутри схемы, обусловленная переходными процессами на выходе; - напряжение питания; как известно всем инженерам-электрикам, мощность рассеиваемая на активной нагрузке (на частично открытых транзисторах) пропорциональна квадрату напряжения;

/ - частота переключений {transition frequency) в выходном сигнале; ею определяется, сколько раз в секунду на выходе происходят переключения, при которых потребляется мощность (впрочем, обратите внимание, что частота, по определению, равна числу переключений, деленному на 2);

Срр - емкость, которой определяется рассеиваемая мощность {power-dissipation capacitance); это константа, обычно указываемая производителем схем, используется для нахождения рассеиваемой мощности по приведенной формуле; величина С имеет размерность емкости, но не является реальной емкостью выходной цепи; скорее, оиа отражает динамику протекания тока через изменяющиеся сопротивления выходных транзисторов в теченче одной пары переходов на выходе от высокого уровня к низкому и в обратном направлении; например, Ср для КМОП-вентилей серии НС в типичном случае составляет 20 - 24 пФ, несмотря на то, что реальная емкость выходной цепи много меньше.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 [ 47 ] 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.