Проектирование устройства суммирования по модулю семь, страница 20

Характеристики быстродействия и энергопотребления

Тип элемента	Обозначение	Максимальное время переключения (нс)	Ток потребления (при 0 сигнале на выходе)	Ток потребления (при 1 сигнале на выходе)
4х2И	ЛИ1	7,5	40 мкА	4 мкА
4х2ИЛИ	ЛЛ1	7,5	40 мкА	4 мкА
4х2ИЛИ-НЕ	ЛЕ1	7	40 мкА	4 мкА
3х3ИЛИ-НЕ	ЛЕ4	7,7	40 мкА	4 мкА
БУФ.ЭЛ	ЛН4	10	40 мкА	4 мкА

Для обеспечения помехоустойчивости по цепи питания необходимо установить развязывающие конденсаторы для защиты от низкочастотных помех суммарной емкостью не менее 16 * 0.1мкФ = 1.6мкФ , и для защиты от высокочастотных помех суммарной емкостью не менее 16*0.002мкФ=0.032мкФ . Выберем для установки на плате один конденсатор типа  мкФ, два конденсатора типа  мкФ.

В выбранном варианте реализации проектируемого устройства остаются незадействованными 2 элемента 3ИЛИ-НЕ, 2 элемента 2ИЛИ, 1 элемент 2ИЛИ-НЕ.

Эти элементы целесообразно использовать для повышения контролепри-годности проектируемого устройства за счёт повышения его показателей наблюдаемости. Для этого необходимо вывести на разъём через свободные логические элементы  внутренние точки схемы. Точки целесообразно выбрать в середине наиболее длинных путей распространения  сигнала от входа к выходу схемы. Поскольку суммарное количество входных, выходных шин и шин питания разрабатываемого устройства равно 16, выберем для установки на плате разъем типа ГРПМ1-21ШУ2 имеющий 21 контакт для подключения. Принципиальная электрическая схема устройства приведена в приложении.

10. Расчет основных параметров устройства.

Рассчитаем время задержки разработанной схемы. Для оценки быстродействия необходимо определить пути распространения сигналов от входа к выходу максимальной глубины. Анализ схемы показывает, что таких пути четыре:

1)  Буф.Эл. – 2ИЛИ – 2И – 2ИЛИ – 2ИЛИ – 2И – 2И – 2И

2)  Буф.Эл. – 2И – 2И – 2ИЛИ – 2ИЛИ – 2И – 2И – 2И

3)  Буф.Эл. – 2ИЛИ – 2И – 2ИЛИ – 2ИЛИ-НЕ – 2И – 2И – 2И

4)  Буф.Эл. – 2И – 2И – 2ИЛИ – 2ИЛИ-НЕ – 2И – 2И – 2И

Максимальное время переключения схемы при распространении сигнала по каждому из рассмотренных вариантов пути составляет:

1)  10+7,5+7,5+7,5+7,5+7,5+7,5+7,5=62,5 нс

2)  10+7,5+7,5+7,5+7,5+7,5+7,5+7,5=62,5 нс

3)  10+7,5+7,5+7,5+7+7,5+7,5+7,5=62 нс

4)  10+7,5+7,5+7,5+7+7,5+7,5+7,5=62 нс

Максимальное время переключения не превышает 62,5 нс.

Потребляемый схемой ток:

I_макс=40*16=640 мкА

I_ср=(40+4)*16/2=352 мкА

Потребляемая мощность:

P_макс=640*5=3.2 мВт

P_ср=352*5=1.76 мВт

Перечень комплектующих элементов устройства и значения интенсивности их отказов.

Тип элемента.	Число элементов Q	λ [час-1]	Q x λ [час-1]
КР1554ЛЕ1	1
КР1554ЛИ1	7
КР1554ЛЛ1	6
КР1554ЛЕ4	1
КР1554ЛН4	1
Паяные соединения	196
Конденсаторы	3
Вилка разъёма	1
Суммарная интенсивность отказов

Время наработки на отказ разрабатываемого устройства: