Применение ТТЛ и КМОП (944147), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Входная емкость, значешие которой необходимо учитывать при расчете емкости нагрузки, для всех микросхем равна 4,5 пФ. На рис. 281 изображена зависимость потребляемого тока от частоты входных импульсов для четырех элементов микросхемы КР1554ЛАЗ, соединенных в последовательную цепь. Выход каждого из первых трех элементов нагружен двумя входами следующего, выход последнего — конденсатором емкостью 9,1 пФ, Напряткеиие питаиия — 5 В. Показанная зависимость потребляемого тока от частоты для микросхем серии КР1554 соответствует сумме внутренней емкости и емкости нагрузки 35 пФ (паспортное значение этой суммы — 39 пФ). На атом же рисунке представле- „,, я иы аналогичные зависимости для микросхем группы ЛА3 серий ТТЛ м и микросхемы К561ЛА7.
Из сравнения графиков можно сделать вывод, что устройства иа микросхемах серии т КР1554 практически всегда будут потреблять мепыпуто мощность по сравнению с устройствами иа микросхемах других рассматриваемых серий. Повышеиную по сравиеишо с микросхемами серий К555 и КР1533 потребляемую микросхемами серии КР1554 мощность иа высокой частоте объясняют меньшим логическим перепадом в микросхемах ТТЛ и, как следствие, необходимостью заряжать виутрециюю емкость и емкость нагрузки до меньшего напряжения, а также меньшими значениями сквозпого тока у микросхем ТТЛ.
Микросхемы серии КР1554 можно широко применять вместо соответствующих микросхем серий ТТЛ и совместно с ними и микросхемами структуры КМОП. При управлении микросхемами ТТЛ сигналами микросхем серии КР1554, питающтихся от того же источника питания, никаких мер по согласованию применять це требуется. Если же к выходу микросхемы ТТЛ подключеи вход мтикросхеьты серии КР1554 (как, впрочем, и любой другой серии КМОП), этот выход следует соединить с плюсовым проводом питания через резистор сопротивлением 2,2...5,1 кОм.
Поскольку микросхемы серии КР1554 обеспечивают малую длительность фронта и спада импульсов независимо от частоты, иа Рис 28!. Зависимость тока лотребления микроскем ЛАЗ равличнык серий от чаСтоты г~г МИКРОСЛЕМЫ СЕЕИЙ КМОП которой работают, необходимо внимательно подходить к разводке печатных плат. Как минусовый, так н плюсовый проводники питания должны иметь максимальную ширину; для общего провода желательно использовать фольгу одной из сторон печатной платы целиком. Не следует скупиться на блокировочные конденсаторы цепи питания — надо устанавливать по одному конденсатору емкостью 0,033...0,047 мкФ на каждые 2 — 3 микросхемы.
Если нет необходимости в высоком быстродействии, микросхемы серии КР1554 применять нецелесообразно, лучше использовать серию К561 или КР1561. Микросхемы серии КР1554 значительно более устойчивы к воздействию статического злектричества, чем микросхемы других серий структуры КМОП, однако при их монтаже и зксплуатации следует придерживаться обычных правил работы с такими микросхемами. станица ГЯАВА 123 , 1 Микросхемы серий ТТЛ ~ 2 Микросхемы серий КМОП з Формирователи и генераторы импульсов 5) 214 ФОРмиРОВягепи и ГенеРАГОРы импульООВ Рис 2В2. Импульсы с ггдребеегом» на контактах кнопки В цифровых устройствах на микросхемах большую роль играют различные формирователи импульсов — от кнопок и переключателей, иэ сигналов с пологими фронтами, дифференцирующие цепти, а также мультивибраторы.
В данном разделе книги рассмотрены некоторые вопросы построения таких формирователей и генераторов на микросхемах серий КМОП. Как известно, непосредственная подача сигналов от механических контактов на входы интегральных микросхем допустима не всегда изза так называемого «дребезг໠— многократного неконтролируемого замыкания и размыкания контактов в момент их переключения. Если входы, на которые подается сигнал, нечувствительны к дребезгу, например входы установки триггеров и счетчиков, непосредственная подача сигналов допустима (рис.
282). Подача сипталов на счетные входы требует специальных мер по подавлению дребезга, без ннх возможно многократное срабатывание триггеров и счетчиков. ..е,„, В устройствах на микросхемах КМОП вполне применимы меры по борьбе с дребезгом, известные из 1Д опыта работы с микросхемами ТТЛ, ькк например, включение статического триггера на двух элементах И-НЕ (рис. 283, а, б) или ИЛИ-НЕ.
Однако чрезвычайно высокое входное сопротивление микросхем КМОП (порядка сотен и тысяч мегаом) и относительно высокое выходное сопротивление (сотни ом — один килоом) позволяет упростить цепи подавления дребезга, исключив резисторы (рис. 283, в, г). Вариантом схемы рнс. 283 (г) является устройство по схеме рис. 283 (д), собранное всего лишь на одном неинвертирующем логическом элементе. Здесь следует сказать несколько слов о неинвертирующих логических элементах серий КМОП. Болыпинство логических элементов этих серий являются инвертирующими. Неинвертирующими являются микросхемы К176 ПУЗ; К561ПУ4, КР1561ПУ4, К176ПУ5, 564ПУ6, К561ПУ8, К561ЛНЗ, К176ЛП2, К561ЛП2, К561ЛП13, К561ЛП14, К176ЛС1, К176ЛС2, К176ЛИ1, КР1561ЛИ2, К561ИК1.
Как указывалось выше, микрстсхемы, содержащие в своем обозначении буквы «П У», служат для согласования микросхем КМОП с микросхемами ТТЛ. По этой причине их выходные токи при палаче на их выходы напряжения питания или соединении выходов с общим проводом в устройстве по схемам рис. 283 (в, г, д) могут достигать многих десятков мнллиампер, ФОРМИРОВАТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ 275 РР! КНЬ777 Р! Рг 7ОО РО! К5бгдк7 Щ Огиз« ОО!. ! РО! Кэбмб7 ОО ! ! РР7! .Г Ы 5! ,Л бг ОО! К77бщ7 К77блт5 Рис. 283.
Подавление дребезга при помощи триггера: а) стандартная схема, б) схема с пониженной мощностью потреблении, в) схема без резисторов, г) с управлением по выходу, д) но неинвертирующем логическом элементе что отрицательно сказывается на тзадежностти устройств и может служить мощным источником помех. В мультивибраторах и триггерах Шммитт, описываемых ниже, также невыгодно применять такие микросхемы из-за больших токов, потребляемых ими в процессе плавного изменения входного сигнала. По тем же причинам не рекомендуется в описываемых здесь устройствах ис:пользовать инвертирующие микросхемы К176ПУ1, К176ПУ2, К561ЛН1, К561ЛН2, Поэтому в дальнейшем под неинвертируюшим логическим элементом подразумевается или два последовательно включенных любых инвертируюпТих элемента (кроме отмеченных выше), или микросхема КР1561ЛИ1, нли микросхелты К176ЛП2, К561ЛП2, К561ЛП13, К561ЛП14, К176ЛС1, К561ЛС2, К561ИК1, включенные как неинвертируюшие элементы.
О возможности их использовантия в качестве неинвертирующих я тт Р тг указано в предыдущеи главе книги. Иногда о удобно в качестве неинвертируюшего элемента использовать свободный триггер микросхелты К176ТМ2 или К561ТМ2 (рис. 284). МикРосхему К176ЛИ1 также можно ис- рис 2бд и полвзова е пользовать как неинвертируюший элемент 0-трактира в кочещве рассматртиваемых далее устройств, однако неинвертирующегоэлемента ФОРмиРОВАтели и тенеРАЕОРьт импульсОВ 216 это не очень удобно, так как в одной микрстсхеме содержится всего один девятивходовый неинвертируюШий элемент И и один инвертор.
Большое входное сопротивление микросхем КМОП позволяет в некоторых случаях обойтись вообще без активных элементов для подавления дребезга. На рис. 285 (а) ттртиведена схема подачи импульсов от кнопки на счетный вход триггера или счетчика. Конденсатор С1 в исходном состоянии заряжен до напряжения питания. При нажатии на кнопку размыкание норлвально замкнутого контакта не приведет к измененшо напряжения на конденсаторе С1. Первое касание подвижного и нормально разомкнутого контакта приведет к быстрому разряду конденсатора С1 и напряжение иа нем станет равным нулю. Дальнейший дребезг контактов не приведет к изменению напряжения на конденсаторе. Недостатком схемы является опасность паводок помех на проводник, соединяющий кнопку и вход микросхемы. Если наводки действительно возникают, этот проводник следует зазтсранировать.
Ел и ° и„„, .и„„ ,' вг, то тн 'эт Г с»вв вт т кэв!Тлт т у '2;~] тт в Рис 285. Формирование импулвсов беэ активных элементов )а), формирование короткого ими упвсо от кнопки )б), формирование длинного импулвса с помощью триггера Шмитта )в) Все рассмотренные выше схемы подавления дребезга требовали применения переключающих контактов кнопок. Если выполнение этого требования затрулнено, возможно использование устройств по схемам рис. 285 (б, в). Цепь на схеме рпс. 285 (б) формирует короткий импульс отртгшательной полярности (порядка 0,7 мкс на уровне 0,5) в момент первого касания контактов кнопки, в результате чего конденсатор С1 быстро заряжается через резистор К2. Дальнейший дребезг контактов кнопки не влияет на выходное напряжение, так как разряд конденсатора С1 происходит через резистор К1 значительно большей величины.
Если необходимо получить длительность выходного импульса, равную длительности нажатия на кнопку с одной парой контактов, можно использовать подавление дребезга с помощью интегрирующей цепи и триггера Шмитта (рнс. 285, в). Дребезг импульса на резисторе ФОРМИРОВАТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ 217 К1 сглаживается цепью К2С1. Триггер Шмнтта РР1 формирует крутые фронты выходного сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
