Правила работы с логическими элементами И–НЕ ТТЛ

September 20, 2011 by admin Комментировать »

 

Для успешного применения ЛЭ И—НЕ необходи- соблюдение ряда правил, обусловленных структу- рий ИМС и параметрами входящих элементов (см. рис. 1.1). Лишь при точном соблюдении этих правил можно создавать надежно работающие устройства. Это касается главным образом напряжения питания, подключения внешних пассивных компонен-

Таблица II. Включение внешнего резистора

Резистор включен между входом ЛЭ и общей шиной


R < 500 Ом — падение напряжения на резисторе за счет входного тока ЛЭ меньше 0,4 В, что соответствует напряжению низкого уровня на входе ЛЭ

R > 5 кОм — падение напряжения на резисторе за счет входного тока ЛЭ превышает 1,3 В, т.е. на входе действует напряжение высокого уровня

Примечание. Входное напряжение Uпор = 1,3 В, при котором происходит переход из одного состояния в другое, называют пороговым. Чтобы обеспечить на входе напряжение высокого уровня, заведомо превышающее пороговое, сопротивление R должно быть больше 5 кОм

Резистор включен между входом и выходом ЛЭ


240 Ом < R < 470 Ом — если вход А подключен к другому элементу, от которого поступают управляющие сигналы .высокого и низкого уровня, чередующиеся во времени

Примечание. Когда вход А оставлен открытым, возможно самовозбуждение

R= 1,0…3,3 кОм — если по каким-либо причинам Ua может достигать +5,5 В

R — 0 — когда есть уверенность, что U„ ни в коем случае не станет больше +4,5 В

Резистор включен между входом ЛЭ и шиной питания

Резистор R2 включен между источником сигнала и входом ЛЭ

Сопротивление R2 суммируется с сопротивлением R1 источника сигналов. Если известны напряжения высокого (I/1) и низкого (U°) уровней, развиваемых источником сигнала, значение R2 (в кило- омах) находят по формулам

Если результат расчета по первой формуле окажется меньше, чем по второй, то это означает, что уровни С/0 и U1 не подходят и их следует изменить. (Здесь подразумевается внешний источник сигналов, у которого уровни выходного напряжения отличаются от допустимых уровней для ТТЛ. — Пер.)

Резистор R2 включен параллельно источнику сигнала

Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения, и на вход ЛЭ попадает только часть Ua сигнала источника, т. е.

причем R2 вычисляется по известным значениям Ua и R1 отдельно для напряжения низкого (Ua <Z <0,4 В) и высокого (£/д>2,4 В) уровня

Таблица 1.2. Включение внешнего конденсатора

Конденсатор подключен между входом ЛЭ и общей шиной

С = 1… 3 нФ, не более, ина« че во время переключений воз-> можно возникновение колебаний с частотой до 10 мГц. При заряде конденсатора входным током ЛЭ время задержки

где t берется в микросекундах, С — в нанофарадах

Примечание. В более сложных схемах, где приняты меры против самовозбуждения (например, путем использования ^5-триггера), емкость конденсатора может быть и большей

Конденсатор включен на выходе ЛЭ

С ^ 1 нФ — включение этого конденсатора увеличивает длительность фронта и спада и ведет к росту потребления энергии. Такого включения по возможности следует избегать

Конденсатор включен между выходом одного ЛЭ и входом

другого

С^ 10 нФ—конденсатор можно рассматривать как разделительный. При большей емкости во время положительного фронта возможны паразитные колебания. (Значения R см. в табл. 1.1.) Чтобы предохранить входы ЛЭ от выброса отрицательного напряжения, возникающего вследствие дифференцирования сигнала RC- цепочкой, необходимо предусмотреть диодную защиту (на рисунке показана штрихами)

Примечание. Входы ЛЭ ТТЛ отечественного производства снабжены диодами, которые изготовляются вместе с остальными элементами в ходе единого технологического процесса. В нормальных условиях диоды всегда заперты и не влияют на работу микросхемы. {Пер.)

Оптимальный режим работы ЛЭ

Uа < +0,8 В; +2,4 В < Ux < С+5 В — на входе ЛЭ действует напряжение низкого, а на выходе — высокого уровня

UA>+ 2 В; 0 < У*<+0,4 В – на входе ЛЭ действует напряжение высокого, а на выходе — низкого уровня

Подача на вход ЛЭ напряжения, которое может принимать отрицательное значение

Подача на входы отрицательного (относительно общей шины) напряжения ниже, чем —1,4 В, недопустима. Если входное напряжение может принимать и отрицательное значение, следует предусмотреть диодную защиту (показана штрихами)

Таблица 1.3. Напряжение на выводах ЛЭ

Примечание. Здесь и ниже в табл. 1.3 подразумевается, что генератор входных сигналов имеет собственный источник питания и может не быть микросхемой ТТЛ. (Пер.)

Подача на вход ЛЭ напряжения, которое может превышать напряохение источника питания

При этом охранный диод отпирается и защищает входы ЛЭ от перенапряжения

Подача напряжения, которое может быть выше +5 В или ниже —1,4 В

Защита осуществляется двумя диодами (совмещение двух пре« дыдущих схем)

К одному выходу ЛЭ можно подключать до /Сраз = 10 входов подобных ЛЭ. Если некоторые из входов соединены параллельно (см. OD3, DD4 и DD5), учитывается каждый из них. На схеме к выходу DDI подключено 9 входов.

Число /Сраз называют коэффициентом разветвления по выходу

Примечание. Выпускаются также специальные (буферные) микросхемы И — НЕ, выходные каскады которых обладают повышенной нагрузочной способностью (например, К155ЛА12, К155ЛА6.—Пер.) Рассмотрение их выходит за рамки этой книги

Параллельное соединение только выходов ЛЭ

Таблица 1.4. Соединение ЛЭ между собой

Подключение входов ЛЭ к выходу другого ЛЭ

НЕДОПУСТИМО! Если на входы ЛЭ будут поданы сигналы, которые создадут напряжение высокого уровня на одном из выходов и напряжение низкого уровня на другом, через выходные транзисторы логических элементов DDI и DD2 пройдет недопустимо большой ток и вызовет повреждение выходных транзисторов

Параллельное соединение входов и выходов двух ЛЭ


Лишь в том случае, когда входы ЛЭ включаются параллельно, допустимо параллельное включение их выходов

Последовательное соединение двух ЛЭ


При таком соединении двух ЛЭ полярность импульса сохраняется, а фронт и спад становятся круче. При входных импульсах с длительностью фронта или спада до 0,5 мкс такое соединение применяют для нормализации их крутизны

тов к входам и выходам, способов соединения нескольких ЛЭ, защиты входных и выходных элементов от повреждения.

Согласно справочным данным питающее напряжение ИМС ТТЛ равно 5 В ±5 % (более подробно о способах питания см. в гл. 7). Перед включением рекомендуется всегда проверять полярность и фактическое значение питающего напряжения. Превышение напряжения или обратная его полярпость ведут к повреждению микросхемы. В случае размещения ЛЭ И—НЕ на печатных платах желательно, чтобы шина питания и общая шина имели максимально большую площадь и образовывали замкнутый контур. На рис. 1.3 представлена одна из возможных конструкций печатной платы на четыре корпуса. Фильтровые конденсаторы (показаны штрихами) между шиной питания и общей шиной необходимы в сложных устройствах, содержащих много микросхем.

На рис. 1.4 показано, как влияют переключения ЛЭ И—НЕ на потребление энергии от источника питания. При смене состояний (моменты 11 и f2) ток потребления возрастает.

 

Источник: Димитрова М. И., Пунджев В. П. 33 схемы с логическими элементами И — НЕ: Пер. с болг. — JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. 112 е.: ил.

1 комментарий

  1. Влад says:

    Спасибо, что указали источник этой статьи.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты