Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 52
Текст из файла (страница 52)
2 ! .3. Выходные характеристики логических вентилей Здесь приведены зависимости выходного напряжения от выходного тока для обоих состояний — высокого и низкого. Для упрощения рисунка выход. ной ток показан положительным. Заметим, что в элементах КМОП выходы в.
'.-.",':„; любом случае подключены либо к земле, либо к шине ('пнт, что обеспечивает,,:-': 1', прн отсу1 стени перегрузки полный перепад напряжения питания. При нормальном использовании выходы КМОП управляют входами КМОП Так как входной ток отсутствуег (за исключением токов заряда небольшой входи-' ..;,''„ ной емкости), на выходах происходит полный перепад до Плит или до нуля.
Для сравнения отметим, что уровни ТТЛ в типичном случае составляют 50...200 мВ' (низкий) или 3,5 В (высокий), если в качестве нагрузки используются также элементы ТТЛ. При включении нагрузочного резистора (почти любого номинала) высокий уровень на выходе элемента ТТЛ приближается к 5 В. Сопряжение ТТЛ и КИОП. Для того чтобы не испытывать затруднений при работе с обоими семействами, нужно знать, как элементы этих семейств сттакуются друг с другом, На элементах КМ ОП реализованы некоторые функции, которых нет на ТТЛ, Имея систему на элементах ТТЛ, работающую с невысокой скоростью, без труда можно добавить к ней некоторые функции, вьлюлняе мыс на:-л смен гах КМОП, Кро( ме того, для облегчения стыковки с внешними устройствами, совмесппвымв с ТТЛ, а также при согласовании логической КМОП-схемы с кабелем на входах и выходах бывает полезно исполыовать буферные элементы ТТЛ, Для согласования ТТЛ и КМОП также применяются преобразователи уровня, описанные в п.
20.9 Управление КМОПот ТТЛ. Если элемент КМОП работает от напряжения +5 В, то уровни поч~и совместимы. Единственная трудность заключается в том что высокий уровень ТТЛ (типичное значение 3,4 В) является граничным дзя КМОП и желательно, чтобы он был не ниже 3,4 В. Однако достаточно иоды!Ют чить к выходу ТТЛ подтягивающий резистор (например, 5 кОм, что эквивгшен тно нагрузке одним элементом ТТЛ), соединенный с шиной Пинт, выходное 298 -";~,:,''-;.',;~!! ':„'::: ' ';.~~е будет практически равно 5 В (рис. 2).4, а). Резисторы можно уста, -,:,;.:;:::: ':и;~йкакнавыходахс открытым коллектором, так и с активной нагрузкой " ",®емеитКМОП работаег от более высокого напряжения питания, можно 1-,,:".;;:::::~~!:::-;: "~вй))ючить нагрузочный резистор, но для этого нужно использовать пвыгиые» кристаллы ТТЛ, имеюшие выходы с открьггым коллектором ;-';;;"'.;:.:;-'фугой способ заключается в использовании преобразователя уровня -':,'йзвггЕтцца 40109, на вход которого подаются сигналы относительно источ ни ;;.';;-'~~р~р(уровни ТТЛ), а на выходе формируются сигншты с уровнями КМОП -':;.
-„::-:;~:))ыи)ттвйьцо второго источника ()питт (рисунок 21.4, б) '".:',"::-;,-":-':: ')гия:того чтобы схема ТТЛ могла управлять элементом КМОП, рабо;:...-'-",)~)'рз)))имотисточника напряжением ()пит> 5 В, контактный вывод Ь втт сосни , ' -')ьияиаие источником питания ТТЛ (5 В), а вывод г)питт подключается к источ„::;:;(азивнзвтация КМОП.
Как и прежде, на стандартных выходах ТТЛ надо уста -" ',,::~~ццать нагрузочные резисторы Упит=5В Пп =5 В Опии"в)З -78) В )"-мп" кмоп в) ттл б) кмоп Г) пп =5 В спи„=+ГЗ -)В) В ттп кмоп в) 21.4. Преобразование уровня от ТТЛ к КМОП Рис :- '," !~.'-;:;",:"::-'Управление ":.--'~ю:входов к в ::,:.!,, я)., вякдовосьми в ~-","~сам()106ыФ способ .-!;.""ФФ9)яс.,21.5 а). !;!~~::озможно ТТЛ от КМОП. Если элемент КМОП питается от источника наего можно непосредственно нагрузить одним элементом ТТЛ. Ог КМОП типа КР1561ПУ4 (шесть ннверторов) можно при подключеыходам КМОП-микросхем подключать к каждом> из ее выходов микросхем ТТЛ в зависимости от их схемотехнической реализазлементов КМОП более высоким напряжением также су ществует он сопряжения.
В первом меюде можно использовать схемы 4049)' Для этих ИМС допускается превьш)ение входными уровнями ния, поэтому контакты ( тпттт можно соединять не по с рсдс) вен но с взводит обеспе впъ на выходе перепад напряжения от нуля до Г5 В сгь подключать к нему до восьми элементов ТТЛ. 299 голл г."0-1$ В Илп1=-5 В КМОП Рис. 21,5. Преобразование от КМОП к ТТЛ 212. Управление входами ТТЛ и КМЮП Ввод гагата огл гаеханнческпх ключей.
Если известны входные харак. теристики управляемой логической схемы, то довольно легко управлять гюфро-.: "'!. выми входами от переключателей, клавиатуры, компараторов и т. д, Проще всего здесь использовать резистор, подключенный к шине питания (рис. 21.6, а). При работе с элементами ТТЛ, принимая во внимание их входные характерий стики, лучше, когда резистор коммутируется на землю. В этом случае клю1 дает хороший отвод тока при низком уровне на входе, а резистор обеспечавает для высокого уровня напрязкение +5 В, создавая высокую помсхоустойчнвость. Кроме того, удобно иметь цепь возврата на землю через ключ.
Вариант схемы, в котором резистор подключается к земле„а ключ замыкается на шину т5 В, использовать нежелательно, поскольку в этом случаа ° для того, чтобы обеспечить низкий уровень ТТЛ (порядка нескольких десятых вольта), потребуется резистор с небольшим сопротивлением (например, 220 Ом) и через замкнутый тумблер будет протекать довольно большой ток. При разомкнутом ключе (наихудшие условия с точки зрения наводок) помехоустойчивость предыдущей схемы составляет не менее ЗВ, тогда как во второй схеме она может упасть до 0,4 В (для стандартного элемента ТТЛ входной ток равен 1,6 мд, а порог низкого уровня составляет +0,8 В).
Кроме того, входы ТВЛ нежелательно соединять непосредственно с источником +5 В. Что касается элементов КМОП, то, поскольку их входы не потребляют тока, а типовое значение порогового уровня составляет половину (тляг, злссЬ с одинаковым успехом могут применяться оба способа подключения резвого ра. На практике один контакт ключа принято заземлять, однако если для рнрп щения схемы ВЫСОКИЙ уровень на входе желательно создавать с помошыо -«',:, заыкнутого ключа, резистор можно подключить на землю (рис. 21.6, б, и) 300 ,47 1 1О кО.м механического клнз ш.
После замыкания контактов телей возникает дребезг контактов, который может реключения элементов. реагирующих на смену соонт» (рис.21.б, а). осредственно подючюченный к счетному входу тригпри переключении их многократное срабатывание. В использовать электронные средства для подавления го Л5-триггера, построенного с помощью двух вентнсторы, подключенные к шинам питания (рис 2! .7). При и контактов триггер изменит свое состояние и в даль- вать на послегочоший всплеск сигнала, поскольку двухпоключ не может совершать колебания до противопотатс дрейпг выходного сигнала будет отсутствовать.
Для акже применитьтрнггер в интегральном исполнении. +Ц 1 ~ ~ кОм 1экОм 'Ц Рис. 21.7. Схема зашиты от дребезга ключа 301 ;:,;:,.'." .;, ~-,':. н .:Рис 21.6. Ввод с ;"::;„',"'-.'; ффМ6взг контактов, , .:; "Мшиических переключа :;,~;;:!Мй~ть',хаотические пе '-",":: ~~дани сигнала„или «фр ~Ьатрдмер, ключ, неп ,;:" 'В~11йядйсчетчика, вызовет ",!:-';;:;:~6$6$6ньй рлучаях нужно ,:;" ": ~та хпюча. -.::-::;-'.:Йавходвх асинхронно : ~.„:;-~~~~';,вузкно установить рези :;;.!,'Ф~, жн соприкосновени ;;::„':::,!з)~Фняй однополюсный ::.;..'.~Й позипии. В резуль "::":-;:3~~4Ф дребезга можно т КМОП кмоп б1 в! игнала от электромеханических ключей Существует много способов защиты от дребезга ю1ючей.
Применяются ..: .,' устройства со встроенными схемами защиты от дребезга. Такие схемы обычно имеются в шифраторах клавиатуры, которые используют в качестве устройств .' ... ввода механические клк>чи. Кроме этого, можно применять компараторы с гис..: . терезисом, на входе которых для сглаживания импульсов устанавливается ФЯЧ Хорошее качество имеют ключи, построенные на использовании эффекта Холла. Эти твердотельные ключи, управляемые магнитным полем, исполь зуются в качестве панельных или клавиатурных ключей, В обоих случаях магнит и ключ объединяются в одном законченном изделии. Ключи работакзт от напряжения +5 В и вырабатывают на выходе свободные от дребезга логические сигналы, которые могут использоваться для управления элементами ТТЛ и КМОП, работающими от +5 В.
С точки зрения износа ключи с эффектом Холла пр акти чс ски вечны, так как в них отсутствуют механические контакты, Управление Чифровой логикой от компараторов и опврационньгх усилителей. Компараторы и операционные усилители, так же как и аналого-цифровые преобразователи (АЦП), являются обычными устройствами ввода, с помо|цью которых аналоговые сигналы могут управлять цифровыми схемами. Фактически компараторы являются одноразрядными АЦП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
