Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Отсуствие в этой микросхеме ',! устройств управления усложняет ее применение. В серии К547 имеется четырехканальный переключатель К547КП1, аналогнч.:.' ный микросхеме 168КТ2. По основным параметрам этот переключатель близок к ...,' микросхеме К168КТ2. Кроме отдельных транзисторов в качестве ключей широкое распространение: ! получили схемы, содержащие параллельное соединение двух ПТИЗ с разным тн-,"! пом проводимости канала (комплементарные транзисторы).
В таких ключах уст-, ', ранены многие недостатки ключей на одиночных транзисторах: устранена моду- ':,',1 ляция сопротивления канала входным сигналом, снижены помехи из цепи управ- ': ', ления, снижено сопротивление ключа в открытом состоянии и уменьшен ток: ~:- утечки. Схема ключа на комплементарных транзисторах приведена на рис. 11.10 а.',-', —.".,' Для одновременного переключения транзисторов из включенного состояния:-:,:,,", л-канал а) б) е'ек ажелия 1б) еы Е Рис 1110. Схема ключа иа в оз комллемепеарнмх транзясзорах (а1 крмтом состоянии от вхолноео напр 120 Лекция П. Комм ато ы аналоговых сигналов Выход Вход АР7890 М))Х Увх 6',е Ф о о и В О К микропроцессору "„;.',етр.11.!1.
Упроц~енная схема мультиплексора (а) и микросхема сбора данных АО7890 фирмы еАпа1оа Йелссха 1б) 121 Раэйял 2. Аналоговые ннтег альныс микросхемы в выключенное сигнал управления подается на затвор одного транзистора непосредственно, а на затвор другого --- через инвертор. При увеличении входного напряжения сопротивление Р-канального транзистора увеличивается, а л-канального транзистора уменьшается.
В результате параллельное соединение этих транзисторов имеет почти неизменное сопротивление г„ в открытом состоянии, как показано на рис.10.11 б. Поскольку транзисторы ключа управляются сигналами противоположной полярности, то импульсы помех взаимно компенсируются, что позволяет снизить уровень входных сигналов. Ключи на комплементарных транзисторах широко используются в интеграль-,. ных микросхемах.Они входят в состав микросхем серии К590, К591, К176, К561 и .- 1564. Их сопротивление в открытом состоянии лежит в пределах 20... 100 0м, онн имеют время включения от 10 до 100нс, обеспечивают выходной ток до 10мА и потребляют по цепи питания мощность менее 1мкВт.
Многоканальные коммутаторы или мультиплексоры представляют собой интегральные микросхемы, имеюгцие много входов для аналоговых сигналов и один ": выход, на который можно подать последовательно во времени любой из входных .' сигналов. Мультиплексоры состоят из набора ключей, устройства управления эти- ':; ми ключами и выходного согласующего каскада. Упрощенная схема мультиплек-::: сора приведена на рис. 11.11 а. Такие мультиплексоры выпускаются в виде самостоятельных микросхем нли входят в состав более крупных микросхем, называемых системами сбора данных. Кроме мультиплексоров в состав систем сбора ":: данных входят устройства, обеспечивающие обработку поступающей инфор.:.! мации.
Практически все современные системы сбора данных ориентированы на ';. совместную работу с микропроцессорами и содержат элементы интерфейса (т. е...'"' сопряжения): устройства выборки и хранения сигналов, дешифратор адреса,- регистры и др. Если имеются группы различных датчиков сигналов, то в состав '~ таких микросхем могут входить несколько мультиплексоров, объединенных в.': группы. Такие микросхемы предназначены для работы с источниками потенци- =,а альных сигналов, например, температурными датчиками, датчиками промышлен-::: ных установок различных аналитических приборов. В качестве примера на рис. 11.11 б приведена структурная схема системы сбо-,:,'-.
ра данных АР7890 фирмы «Апа1о8 дечсез». Она содержит устройства масштаби-' .':. рования сигналов (МУ), восьмиканальный мультиплексор, устройство выборка я' ''- хранения (УВХ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), источник опорного'-,,;"'.' напряжения (ИОН) н бысчрый последовательный интерфейс сопряжения с микро-:,:,'; процессором. Мультиплексор, входящий в систему, работает под управлением микропроцессора через систему последовательного интерфейса. Поскольку выход мультиплек-',; сора не подключен к остальным узлам микросхемы, то между выходом мультиплек.",'- ~ сора и входом УВХ можно включать различные устройство, например, фильтры ияй,.,:, формирователи сигналов. Раздел 3 ': РОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ , 'кя 12. Цифровые логические элементы ;:.~дасснфякация и основные параметры. Цифровые логические элементы на альных микросхемах (ИМС) — это микроэлектронные изделия, предназнае для преобразования и обработки дискретных сигналов.
В зависимости от ":управляющих сигналов цифровые ИМС можно разделить на три группы: ;евциэльпые„импульсные н импульсно-потенциальные. '.",';':;11адавля1ошее большинство логических элементов относится к потенциаль,':.:. в них используются только потенциальные сигналы и совсем не Ьзуются импульсные сигналы аз- . .',.-",;-:,:В.,импульсных цифровых ИМС используются только импульсные сигналы и "'"и не используются потенциальные, В таких ИМС управление осуществля"ла перепаду потенциала во время импульса. При этом могут использовать';:,.как 'положительные перепады, обозначаемые.
', так и отрицательные, ', 'эвачаемые ::,';:.В импульсно-потенциальных ИМС могут использоваться как потенциальные, ' '-кямпульсные сигналы. При этом импульсные входы, управляемые перепадом "деряження, обозначают косой чертой, указывающей направление перепада ения 1/ или 1) 1е::.':".:,~се логические элементы описываются набором параметров, которые оговоэв технических условиях (ТУ). Использование параметров, не записанных , ве разрешается, так как в процессе совершенствования изделия они могут 'Хться. К основным параметрам логических элементов относятся ;"-'.::11абор логических функций, ':„",число входов по И и по ИЛИ, " коэффициент разветвления по выходу, "~-',-',".,'.' потребляемая мо|лн ость, ".;,;.' «..динамические параметры: задержка распространения сигнала и (или) макси,ьвая частота входного сигнала ~-.-.!" В.табл.
12.1 приведены основные логические функции„обозначения соответ' 'я)щях элементов и их схемы ";,--Чясло входов по И и по ИЛИ лежит в пределах от 2 до 16. Если имеющегося 4кл)г входов недостаточно, то для нх увеличения используются интегральные ,'"е1ь)расширителей по ИЛИ, обозначаемые ЛД. ~!!"',;:Коэффициент разветвления по выходу характеризует нагрузочную способт 'дяр)Ъ логического элемента и определяется количеством входов однотипных евтов, которые можно подключить к выходу.
В некоторых случаях в ТУ ука- ~~)д)!яется максимальный выходной ток логического элемента. 123 Лекция 12. Ци овыс логические элементы ( с! !с! Рис. !К!. Сип1алы на вхолс н выхолс логического слемеитс Нн Сигнал па выходе логического элемента задерживается относительно входно':(й сигнала. Эта задержка определяет не только быстродействие цифровых схем, ;-,.:цр', я их работоспособность. Время задержки принято определять по уровню 0,5 бл„ ,''к6,5(г,и„, как показано на рис. 12.1. При этом задержка переднего фронта импуль':„:в!его сн!.нала может отличаться от задержки заднего фронта и в результате дли.:"'~еяьиесть импульса на входе оказывается отличной от длительности импульса на „''выходе Мощность, потребляемая логической ИМС, обычно зависит от сигналов, по;:ка!и!ых на входы.
Для сравнения потребляемой ИМС мощности пользуются поня- ~'~тсцем средней мощности Р„, потребляемой базовым логическим элементом во :,;)клкиченном и выключенном состояниях. Это позволяет сравнивать по потребля,с$мой мосцносги логические ИМС различных серий Серийные логические ИМС. В зависимости от технологии изготовления логи- ~~!ю,'скис ИМС делятся на серии, отличающиеся набором элементов„напряженнем :~~атавия, потребляемой мощностью, динамическим параметрам и др. Наибольшее ;:,::;:~фименение получили серии логических ИМС, выполненные по ТТЛ (транзисгор- 1 * х!:Юа.атра!Оисторная логика), ЭСЛ (эмиттерно-связанная логика) и КМОП (компле- ,~!еззтарная МОП логика) технологиям.
Каждая из перечисленных технологий й:.",г))вершенствоваласьл поэтому в каждой серии ИМС имеются подсерии, отличаюь"-::-',~йвеся по параметрам. В ИМС, выполненных по технологии ТТЛ, в качестве базового элемента у.-:дсполвзуется многоэмиттерный транзистор. Упрощенная схема логического эле- ~::,ве)пв И-НЕ с многоэмитгерным транзистором 1'Т1 приведена на рис. 12.2. Много- .„"„,:'))а!тгерный транзистор (МЭТ) отличается от обычного транзистора тем, что он ~~~!кисет несколько эмиттеров, раса;:!!влиожениых так, ч ! о прямое ~!::.Фзмгмолействие между ними ис- (г,„ ; Ьючаегся. Благодаря этому пе- ~*:-~входы база-эмнттеры МЭТ ;„ Фажио рассматривать как па!!."рзхвельпо включенные диоды. Второй транзистор ~'72 яв- Г.)!явгся инвертором сигнала, вы;!юя!!яющим функцию НЕ, Если ,,'чтя бы на один эмиттер МЭТ ';радин низкий уровень, то ток 1 ; 'вязы й'!2 равен нулю и на кол':;-'хск ре ГТ2 будет высокий уро- 0,5- ---.' — -------------, :.;.зег)ь! Для того чтобы напряжеИ6 на коллекторе К72 имело 0 — — — — -'- — -'- ! "йязкий уровень, необходимо на ! с", ;)хвлэмиттеры МЭТ подать высо,сай уровень.
Благодаря этому '4!!горитму реализуется функция ,,:И.НЕ. В более поздних сериях Раздел 3. Цифровыо иитег альные мик осхемы Е„=+5 В Х, 8е 1' х, =Х,Хг Х, Хг Рис. 12.2. Упрощеггная схема логического злемен а 2И-НЕ (Ттл) ИМС, выполненных по технологии ТТЛ, использовался сложный инвертор с дву-'-', полярным ключом, а для исключения насыщения МЭТ применялись диодн-,'„' Шотки с малым падением напряжения в прямом направлении (ТТЛШ). Первым разработчиком ИМС по технологии ТТЛ является фирма Техакеу) 1пмплпелм, которая выпустила ИМС серии Б)ч(74. Дальнейшие усовершенствовас;, ния этой серии были направлены на повышение быстродействия и снижение по- з требляемой мощности. В табл.
12.2 приведены серии отечественных микросхем и-;:,' их соответствие различным сериям микросхем Я(74г'54. Основные параметры ИМС ТТЛ различных серий приведены в табл. 123. По '-, сочетанию параметров наибольшее распространение получили ИМС серии Б)ч)74Ы: (серия 555). ИМС этой серии работают при напряжении питания +5 В+5%. В ИМС, выполненных по технологии ЭСЛ, в качестве базового элемента:::. используется дифференциальный усилитель. Ъ'прощенная схема логическоГо:: „'.;-" 7'лблгща 12.2 Серии логических ИМС ТТЛ серия, ы бо)угг уеоверщеист(м(в О о о з н а ч е п и я: Е ()ом) — маломощная еерия, Н (Ьгх)г) — оыетродейетвугоглая ало!Фу) — маламоглная е диодами Шатки, $ (Б!юпву) — е диодами Шотки, Аьз— ванная с диодами Шотки, Р (Гаяг) — еверхбыетродеяетвующая, Лснцин 12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
