27 03

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

o tych nanosekundo- stanu logicznego do drugiego, wynosi kil-
wych opóznieniach. ka do kilkudziesięciu nanosekund.
Postaraj się więc dob- Czasy opóznienia (propagacji) w ukła-
rze zrozumieć tę spra- dach CMOS zależą od wartości napięcia
wę, bo tym razem je- zasilającego czym większe napięcie,
dynie analiza na papie- tym te czasy są krótsze. Przykładowo
rze, a nie pomiar rzeczy- według katalogu, krajowe układy
wistego układu może MCY74013 mają następujące typowe
odsłonić przyczynę czasy opóznienia ("T) między wejściem
kłopotów. CL a wyjściami przy różnych napięciach
Jeśli zrozumiesz za- zasilających:
gadnienie, to tym sa- 5V: 150ns
mym zainstalujesz so- 10V: 100ns
bie w wyobrazni bar- 15V: 45ns
dzo, bardzo szybki os- Tym samym maksymalna częstotli-
cyloskop, i będziesz wość pracy przerzutnika (np. w roli prze-
umiał zanalizować mniej rzutnika T), czyli maksymalna częstotli-
Rys. 96
R
y
s
.
9
6
i bardziej skompliko- wość na wejściu zegarowym jest różna
wane układy cyfrowe dla różnych napięć zasilania. Ten sam ka-
Przeanalizuj działanie układu! nie tylko pod względem statycznym, ale talog podaje, że częstotliwość ta wynosi:
Coś ci się nie zgadza? Nie dziwię się, bo i dynamicznym. Do tej pory analizowaliś- 5V: 7MHz
wielu początkujących ma z tym kłopoty. my działanie bramek ze strony statycznej, 10V: 16MHz
Najprostsze rozumowanie jest takie: ale w przypadku przeróbki przerzutnika 15V: 24MHz
w momencie aktywnego zbocza na we- D na przerzutnik T musimy dokonać anali- Nie myśl jednak, że wszystkie układy
jściu CL, do wyjścia Q przerzutnika wpi- zy parametrów dynamicznych. CMOS rodziny 4000 mogą pracować przy
sywany jest stan wejścia D, czyli wyjścia Przeanalizujmy więc przebiegi czaso- dużych częstotliwościach, ponad dziesię-
r
y
s
u
n
k
u
9
6
b
Q\. Przypuśćmy, że wcześniej na wyjściu we z rysunku 96b. Zakładamy, że zbocze ciu megaherców. Tak duże częstotliwości
Q był stan niski, a na Q\ wysoki. W mo- na wejściu zegarowym jest bardzo stro- pracy są możliwe jedynie w przypadku
mencie zmiany na wyjściu Q pojawi się me, to znaczy zmiana stanu z niskiego na stosunkowo prostych układów, takich jak
więc stan wysoki, a na Q\ stan niski. wysoki trwa bardzo krótko, powiedzmy bramki czy pojedyncze przerzutniki. Nie-
Ale czy ten stan niski nie spowoduje na- poniżej 1nanosekundy. Z definicji, prze- trudno się domyślić, że jeśli w układzie
tychmiastowej dalszej zmiany i czy rzutnik D zmienia stan pod wpływem występuje więcej przerzutników i bra-
w efekcie przerzutnik nie przekształci się zbocza, a więc w czasie zmiany stanu na mek, to ich czasy opóznienia się sumują
w generator? wejściu zegarowym. i znacznie ograniczają maksymalną częs-
Nie! Wszystko będzie w porządku Tymczasem opóznienie wewnętrznych totliwość pracy. W praktyce z wielu
rzeczywiście uzyskamy przerzutnik T, obwodów przerzutnika, oznaczone na ry- względów (nie tylko z powodu dużego
a wszystko to dzięki pewnym niewielkim sunku 96b przez "T, wynosi przynajmniej czasu opóznienia, ale też z uwagi na
opóznieniom, tak charakterystycznym dla kilkadziesiąt nanosekund (dla kostki znaczny wzrost poboru prądu wraz
wszelkich realnych, a nie teoretycznych CMOS4013, bo np. układu 74ACT74 z częstotliwością) układy CMOS4000 wy-
układów. Rzeczywiście, gdyby między we- tylko kilka ns). korzystuje się jedynie przy częstotliwoś-
jściami a wyjściami przerzutnika nie było A więc jeszcze przez kilkadziesiąt na- ciach co najwyżej 500kHz...1MHz. Przy
żadnych opóznień, to nie potrafilibyśmy nosekund po wystąpieniu aktywnego większych częstotliwościach korzystniej
przewidzieć, co się będzie działo w ukła- zbocza, na wyjściach Q i Q\ będzie się jest zastosować kostki z rodzin 74HC,
dzie z rysunku 96a. Zajmijmy się więc ty- utrzymywał stary stan . Tym samym 74HCT, 74AC, 74ACT, czy 74F.
P
i
o
t
r
G
ó
r
e
c
k
i
mi opóznieniami. Każda realna bramka nowy stan, wpisany z wejścia D poja- Piotr Górecki
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98 25 [ Pobierz całość w formacie PDF ]

Linki