(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
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 Быстродействие схемы зависит от двух параметров: от времени переходного процесса и от задержки распространения сигнала; этим двум вопросам посвящены следующие два раздела. Рассеяние мощности рассматривается в третьем разделе. 3,6.1. Длительность переходного процесса Время, в течение которого сигнал на выходе логической схемы изменяется от одного уровня до другого, называется временем переходного процесса {transition time) На рис. 3.36(a) показано, как могло бы выглядеть изменение выходного сигнала при нулевом времени переходного процесса. Однако реальные выходные сигналы не могут изменяться мгновенно, потому что необходимо время для заряда паразитной емкости между проводами и емкости других компонентов, на которые подаются эти сигналы. Более реалистичный вид выходного сигнала изображен нарис. 3.36(b). В течение времени tr, называемого временем нарастания {rise time), выходной сигнал изменяется от низкого уровня до высокого, а в течение времени t назьЕваемого временем спада {fall time), сигнал изменяется от высокого уровня до низкого; время t может отличаться от времени tx. HIGH LOW \
Рис. 3.36. Длительность переходного процесса (а) идеальный случай с нулевым временем переключения, (Ь) более близкое к действительности приближение, (с) реальная временная диаграмма с нарастанием и спадом сигнала за конечное время (LOW - низкий уровень, HIGH - высокий уровень) Рис. 3.36(b) не совсем точен, потому что скорость изменения выходного напряжения не устанавливается мгновенно. Реально переходы в начале и в конце бывают плавными, как это изображено на рис. 3.36(c). Чтобы избежать трудностей в определении начала и конца изменения, время нарастания и время спада обычно измеряют по границам логических уровней, как показано на рисунке. В соответствии с рис. 3.36(c) время нарастания и время спада говорят о том, как долго выходное напряжение преодолевает область неопределенности между низким и высоким уровнями. Время изменения сигнала в пределах одного уровня не включается во время нарастания и время спада. Эта часть переходного процес- са вносит вклад в задержку распространения , которая рассматривается в следующем разделе. Время нарастания и время спада сигнала на выходе КМОП-схемы зависят в основном от двух параметров: от сопротивления открытого транзистора и от емкости нагрузки. При большей емкости время переходного процесса увеличивается и, поскольку это нежелательно, разработчики логических схем очень редко намеренно подключают конденсатор к выходу логической схемы. Однако паразитная емкость {stray capacitance) присутствует в любой цепи, что обусловлено, по крайней мере, тремя причинами: 1. Выходные цепи, включая выходные транзисторы вентилей, а также внутренние соединения и корпуса схем типичных логических семейств, в том числе КМОП-схем, имеют некоторую собственную емкость в диапазоне от 2 до 10пикофарад(пФ). 2. Соединения какого-либо выхода с входами других схем имеют емкость около 1 пФ на дюйм или больше, в зависимости от технологии монтажа. 3. У типичных логических семейств входные цепи схем, включая транзисторы, внутренний монтаж и корпус микросхемы, имеют емкость от 2 до 15 пФ на вход. Паразитную емкость иногда называют емкостной нагрузкой {capacitive load) или нагрузкой по переменному току {АС load). Воспользовавшись эквивалентной цепью, показанной нарис. 3.37, можно рассчитать время нарастания и время спада сигнала на выходе КМОП-вентиля. Как и в предыдущем парафафе, р-канальный и и-канальный фанзисторы заменены резисторами Rp и Ra соответственно. При нормальной работе сопротивление одного из резисторов велико, а другого - мало в зависимости от уровня сигнала на выходе. Нафузка на выходе представлена эквивалентной схемой нагрузки {equivalent load circuit), состоящей из трех компонентов: L L- два компонента, посредством которых представлена нафузка по постоянному току; от них зависят напряжения и токи в выходной цепи, когда сигнал на выходе имеет установившееся значение высокого уровня или низкого уровня; при изменении уровня сигнала на выходе нафузка по постоянному току не оказывает заметного влияния на время перехода; - емкость, представляющая собой нафузку по переменному току; от нее зависят значения напряжений и токов в выходной цепи в процессе изменения выходного сигнала и то, как долго происходит переход от одного уровня до другого. Если выход КМОП-вентиля нафужен входами только КМОП-схем, то нафузка по постоянному току несущественна. В оставшейся части этого раздела ради простоты мы рассмотрим только этот случай cR=°°k V=Q. Наличие некоторой нафузки по постоянному току повлияет на результат, но не очень сильно (см. упражнение 3.68). Теперь можно проанализировать время переходного процесса на выходе КМОП-вентиля. Для этого примем С = 100 пФ, что является умеренной емкостной нафузкой. Кроме того, дем считать, что, как и в предыдущем разделе, сопротив- ления открытых р-канальных и и-канальных транзисторов равны 200 Ом и 100 Ом соответственно. Время нарастания и время спада сигнала зависят от того, как долго происходит заряд или разряд емкостной нагрузки С. сс = +в КМОП-инвертор Эквивалентная схема нагрузки для анализа времени перехода - мс. 3.37. Эквивалентная схема для анализа времени переходного процесса в выходной цепи КМОП-вентиля V(,C=+5.0B Нагрузка no переменному току V ,n. = 5.0B > IMOm VVv = +5.0B V tJ- Нафузкапо питейному току  мс. 3.38. Модель перехода КМОП-вентиля от высокого уровня до низкого: (а) ш выходе вентиля высокий уровень; (Ь) состояние вентиля после того, какр-канапьный транзистор оказывается закрытым , а п-канапьный транзистор -открытым Рассмотрим сначала время спада. Нарис. 3.38(a) изображено состояние схемы, когда сигнал на выходе имеет установившийся высокий уровень. (R и не показаны; они не оказывают никакого влияния, так как мы считаем R = < .) Для нашего анализа предположим, что транзисторы в КМОП-схеме переходят из открытого состояния в закрытое и обратно мгновенно. Предположим также, что переход сигнала на выходе КМОП-вентиля к низкому уровню начинается в момент време-ти / = О, когда схема оказывается в состоянии, указанном на рис. 3.38(b). В момент времени / = О напряжение VQJ все еще равно 5.0 В. (Важный прин-дап электротехники состоит в том, что напряжение на конденсаторе не может 1зменяться мгновенно.) При t = °° конденсатор должен полностью разрядиться и 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. |
|||||||||||||