Разработки функциональной схемы и определение ее быстродействия

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Разработки функциональной схемы и определение ее быстродействия

    С О Д Е Р Ж А Н И Е
    Техническое задание...................................2
    1.1 Исходные данные.......................................3
    Основные принципы работы элементов серии 500..........4
    2.1.Отличительные особенности элементов ЭСЛ типа..........4
    2.2.Описание базового элемента............................4
    2.3.Принцип работы базового элемента......................4
    Расчет статических и динамических параметров..........6
    3.1.Расчет статических параметров ........................6
    3.2.Расчет динамических параметров ......................12
    Разработка
    функциональной схемы сумматора (по модулю
    2) на 13 входов
    4.1.Реализация
    функциональной
    схемы
    на
    элементах
    серии 500.............................................A
    4.2.Определение и расчет параметров схемы................
    4.2.1. Определение задержки переключения на отрицатель-
    ном и положительном фронтах.......................
    4.2.2. Определение длительности сигнала..................
    4.2.3. Определение средней задержки распростронения
    входного сигнала..................................
    4.2.4. Определение работы переключения...................
    4.2.5. Таблица динамических параметров...................22
    5. Выводы................................................22
    Приложение 1.............................................
    Приложение 2.............................................
    - 2 -
    1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ:
    1.Разработать функцианальную схему и
    определить
    её
    быстродей-
    ствие.
    2.Выполнить проектирование и провести расчет статического и
    пе-
    реходного режима работы базового элемента ЭСЛ типа.
    Описать
    принцип
    работы элемента в статическом и переходном режимах, переключения и их
    особенностях.
    3.Выбрать и расчитать параметры схемы базового элементав
    стати-
    ческом режиме Rо, Rнагр, Rк1, Rк2, уровни и амплитуды выходного
    сиг-
    нала, суммарную мощность на ЭСЛ схеме.
    4.Расчитать и построить входную характеристику I =f(Uвх),
    пере-
    даточную характеристику Uвых =f(Uвх) для прямого и инверсного выхода.
    5.Рассчитать и построить переходную характеристику при включении
    двух значений емкости нагрузки 1-Сн=0 и Сн =
    пФ (Uвых=f(t)) для
    по-
    ложительного и отрицательного фронтов сигнала на прямом
    инверсном
    выходе.
    6.Определить по переходным характеристикам и расчитать параметры
    схемы задержка переключения на отрицательном и положительном фронтах,
    длительность сигнала, среднюю задержку распространения входного
    сиг-
    нала, работу переключения (энергию).Все значения свести в таблицу.
    - 3 -
    1.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
    1. Мощность токового переключателя:Р0=
    мВт.
    Еп0= 0
    Нестабильность Еп1 и Еп2 : +-10%
    Еоп=-1,2 В
    3. Амплитуда выходного сигнала : 0,8 В
    Uв=-0,8 В
    Uн=-1,6 В
    4. Сопротивление нагрузки :
    Rн= 100
    Ом
    Rн= 1000 Ом
    5. Емкость нагрузки :
    Сн1= 0
    пФ
    Сн2=
    пФ
    6. Параметры транзистора :
    = 100
    7. Предельная частота транзистора :
    fт= 1,6 ГГц
    tпр = 0,1 нс
    8. Емкость коллектора:
    Ск= 0,5 пФ
    9. Падение напряжения :
    Uбэо= 0,8 В
    - 4 -
    2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТОВ СЕРИИ 500.
    Серия 500 является системой быстродействующих логических запоми-
    нающих и специальных элементов ЭСЛ-типа.
    Интегральные микросхемы серии 500 предназначены для применения в
    технических средствах и используются для построения быстродействующих
    устройств
    (процессоры,каналы,устройства
    управления
    оперативными
    внешними ЗУ и т.п.) Единой Системой ЭВМ.
    2.1. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭСЛ ТИПА.
    ИМС серии 500
    обладают
    рядом
    положительных
    качеств,
    которые
    обеспечивают их оптимальное использование в быстродействующей
    цифро-
    вой аппаратуре:
    5) постоянством тока потребления от источника основного
    6) малой критичностью динамических параметров к технологии
    8) высокой стабильностью динамических параметров в диапазоне
    2.2 ОПИСАНИЕ БАЗОВОГО ЭЛЕМЕНТА
    На рисунке 1.1 приведена принципиальная электрическая схема
    ба-
    зового элемента ЭСЛ-типа с напряжением питания Еп1=-5.0 В, с источни-
    ком опорного напряжения Еоп =-1,2 В и вспомогательным Еп2 =-2.0 В. По
    выходу У1 реализуется функция \"И-НЕ\" (инверсный выход), по выходу
    реализуется функция \"И\" (прямой выход). Схема элемента состоит из то-
    кового переключателя,содержащего две ветви: первая ветвь на
    транзис-
    вторая - на транзисторе Т3. Мощность токового переключа-
    теля равняется 10 мВт.
    Логические уровни \"0\" и \"1\" - 0,8 и 1,6 В соответственно.
    2.3. ПРИНЦИП РАБОТЫ БАЗОВОГО ЭЛЕМЕНТА
    Случай 1: На все входы элемента
    одновременно
    подаются
    сигналы
    соответствующие логической единице, транзисторы Т1 и Т2
    закрываются,
    а транзистор Т3 открывается, так как напряжение на его базе выше, чем
    на базах транзисторов Т1,Т2, и через него
    проходит
    ток,
    задаваемый
    сопротивлением Rо. Этот ток, уменьшенный на значение тока базы
    тран-
    зистора Т3, создает на сопротивлении
    Rк2
    падение
    напряжения,равное
    -0,8 В. С учетом падения напряжения на переходе база-эмитер
    транзис-
    торов эмитерных повторителей Uбэо=-0,8 В
    получим
    на
    прямом
    выходе
    -1.6 В, а на инверсном выходе - 0,8 В .
    Случай 2: На один вход элемента, например вход 1, подается
    сиг-
    нал, соответствующий логическому нулю, транзистор Т1
    открывается,
    транзистор Т3 закрывается. В этом случае на прямом выходе У2
    уровень
    напряжения будет -0,8 В, а на инверсном -1,6 В.
    - 5 -
    ОПИСАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
    Транзисторы элемента работают в диапазоне от -1,3В до
    -0,3В.
    активной области меньше -1,3 В транзисторы работают в
    отсечке,
    выше
    -0,3 В входят в режим насыщения.Транзисторы работают
    ненасыщенном
    режиме, благодаря чему из задержек переключения исключается
    рассасы-
    вание заряда в транзисторе, увеличивается
    скорость
    переключения
    из
    одного логического состояния в другое.
    Порог
    переключения
    элемента
    составляет -1,2 В. Выходные эмиттерные повторители обеспечивают малое
    выходное сопротивление микросхемы, что удобно при
    согласовании
    эле-
    ментов в процессе построения многокаскадных схем. Сопротивление Rк1 =
    365 Ом выбрано меньше сопротивления Rк2 = 416 Ом из-за разницы напря-
    жений на базах в токовом переключателе,
    так
    на
    базах
    транзисторов
    Т1,Т2 напряжение -0,8 В а на базе Т3 постоянно -1,2 В. Если допустить
    изменение сопротивления Rк1 в большую сторону, то увеличится напряже-
    ние на базе соответствующего эмиттерного повторителя и он призакроет-
    ся,и если транзистор Т1 или Т2 открыты,то
    увеличится
    напряжение
    на
    инверсном выходе. (В этом и последнем предложении напряжение рассмат-
    ривается как разность потенциалов).
    В случае изменения сопротивления Rк2 - ситуация аналогична,
    из-
    менение сопротивления Rо в большую сторону приводит к уменьшению
    то-
    ка,протекающего по открытому транзистору,и уменьшению
    напряжения
    на
    базе эмиттерного
    повторителя,
    соответственно
    уменьшается
    выходное
    напряжение.
    ОПИСАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
    Динамические параметры базового элемента зависят от
    сопротивле-
    ния и емкости нагрузки. При емкости нагрузки, равной нулю, и увеличе-
    нии сопротивления нагрузки,время фронта нарастания и спада сигнала, а
    также время...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены