Элементы цифровых систем, страница 4

На рис. 6.10,в приведена эквивалентная схема четырехканальных коммутаторов цифровых и аналоговых сигналов (ИМС К176КТ1 и К561КТ3 ), в основе которых лежит расмотренная принципиальная схема (рис.6.10,б). Канал проводимости в этих коммутаторах двунаправленный. Для микросхемы К176КТ1сопротивление канала состовляет примерно  500 Ом (при Е= 9 В).Канал может пропускать цифровые уровни до U_и.п., либо аналоговые до U_и.п./2. Для микросхемы К561КТ3 сопротивление включенного канала равно R_замкн.=80±5 Ом.

С целью защиты от повреждения при воздействии статического электричества входные вентили ИМС дополняются резистивно-диодными охранными цепочками, которые выполняются в едином технологическом процессе при изготовлении МОП-структур микросхем.

На основе базовых логических вентилей создаются серии ИМС. В таблице 6.2 приведены основные характеристики серий логических ИМС широкого применения.

6.3. Последовательностная логика, триггер

Рассмотренные выше базовые схемы имеют общее свойство: выходное состояние определяется состоянием их входов в этот же момент времени. Такие схемы называют комбинационными логическими схемами. В последовательностных логических схемах выходное состояние определяется не только состоянием входов в рассматриваемый момент времени, но также состоянием выхода на предыдущем временном интервале. Таким образом, последовательностные схемы используют память для запоминания предыдущего состояния и имеют обратную связь с выхода на вход.

Простая последовательностная схема показана на рис. 6.11. Выходной сигнал Y задается функцией И-НЕ от внешних сигналов Х1 и Х2 и внутреннего (сигнала обратной связи) у, который повторяет значение выхода Y с задержкой на интервал времени ∆t. Пользуясь правилами булевой алгебры, можно убедиться в правильности таблицы состояний и временной диаграммы (рис. 6.11,б,в), описывающих свойства схемы на рис. 6.11,а.

На рис. 6.12,а показан другой пример последовательностной схемы. Она содержит два вентиля с перекрестными связями, с помощью которых осуществляется задержка и обратная связь. Составив таблицу состояний (рис. 6.12,б), легко заметить, что если запретить комбинацию входных сигналов S=R=0, то эта схема имеет два устойчивых состояния выхода (рис. 6.12,в). Установка состояния осуществляется одновременной подачей противоположных сигналов (0 и 1 или 1 и 0) на входы S и R. Если после этого на оба входа подать 1 (S=R=1) то состояние выходов не изменится. Очевидно что такой элемент способен принимать и хранить один бит информации. Рассмотренный элемент получил название «триггер».

Таблица 6.2

Основные характеристики серий логических ИМС

Обоз-наче-ние серии логи-чес-ких ИМС	Тип логи-ческо-го венти-ля	Электрические параметры
		для вентилей		напря-жение пита-ния, В	напря-жение низко-го уро-вня (не более), В	напря-жение высо-кого уровня (не менее), В	коэффициент объединения по выходу
		средняя задерж-ка распро-стране-ния, нс	мощ-ность потре-бления, мВт
100	ЭСЛ	2,9	35	-5,0	-1,65	-0,96	15
133	ТТЛ	10	10	-2,0	0,4	2,4	10
134	ТТЛ	40	1,5	5	0,4	2,4	10
137	ЭСЛ	7	40	-5,0	-1,85	-0,85	15
138	ЭСЛ	5	40	-5,0	-1,95	-0,85	20
155	ТТЛ	10	10	5	0,4	2,4	10
164	КМДП	200	0,1	9	0,5	7,7	50
176	КМДП	250	0,1	9	0,3	8,2	50
187	ЭСЛ	10	45	-5,0	-1,85	-0,85	15
500	ЭСЛ	2	25	-5,2; -2,0	-1,65	-0,26	15
530	ТТЛШ	3	20	5,0	0,5	2,5	10
531	ТТЛШ	3	20	5,0	0,5	2,7	10
533	ТТЛШ	10	2	5,0	0,4	2,5	10
555	ТТЛШ	10	2	5,0	0,5	2,7	10
561	КМДП	50	0,1	3-15	0	5	50
564	КМДП	50	0,1	3-15	0	9	50
1500	ЭСЛ	0,75	40	-4,5; -2,0	-1,62	-0,88	10
1531	ТТЛШ	2,75	6	5	0,5	2,4	10
1533	ТТЛШ	4,5	2	5	0,4	2,5	10
1561	КМДП	50	0,0004	3-18	0,5	4,5	50
1564	КМДП	10	0,0004	2-6	0,4	3,7	50

6.4. Подавление дребезга контактов

Очень полезный пример использования триггера показан на рис. 6.13. При переключении тумблера (или другого механического переключателя) возникает дребезг контактов. В течение интервала порядка 1 мс после замыкания ключа (возможно и при его размыкании) его контакты входят в соприкосновение друг с другом обычно от 10 до 100 раз. В результате форма сигнала имеет вид, показанный на рис. 6.13,б,в. В схеме на рис 6.13,а при размыкании контакта многократное его возвращение в исходное состояние не изменит состояния триггера до тех пор,пока подвижный элемент переключателя не коснется противоположного электрода. При первом же соприкосновении контактов триггер изменит свое состояние и в дальнейшем уже не будет реагировать на последующий дребезг, поскольку двухпозиционный ключ не может совершить колебаний до противоположной позиции. В результате дребезг выходного сигнала Q будет отсутствовать (рис. 6.13,г).