Студентам > Рефераты > Микросхемо-техника. Схема контроля дешифратора на три входа
Микросхемо-техника. Схема контроля дешифратора на три входаСтраница: 4/6
v - ERR=0, ошибки нет - нормальная работа дешифратора
x - запрещенная комбинация, получается только в том
случае, если E1=1 и S1=0 или E2=1
и S2=0.
2.2 Описание
работы принципиальной
схемы
Сигналы с выходов дешифратора поступают в входной
блок на выводы 1,2,4,5,8,10,12,13 - DD1 и
DD2, далее формируются сигналы E1,S1 на выводе 3, E2,S2 на выводе 6, E1’,S1’ на выводе 8 и
E2’,S2’ на выводе 11 м/cх DD1 и DD2. Эти
сигналы поступают в промежуточный блок, в результате чего появляются новые
сигналы, нужные для дальнейшей проверки: E1 вывод 2
DD6, S1 вывод 3 DD4, E2 вывод 4
DD6 и S2 вывод 6 DD4. Последним, завершающим этапом являются логические
операции в выходном блоке, который в зависимости от этих сигналов сформирует
выходной сигнал ERR. Если сигнал ERR=0, то ошибки нет, ERR=1 есть ошибка.
Работу данной схемы можно
рассмотреть на примерах.
Нормальный режим работы дешифратора,
т.е. высокий уровень сигнала (лог. 1) присутствует на одном из выходов
дешифратора, пусть в данном случае, это выход Y0=1, на остальные выводы 2,4,5,9,10,12
DD1,DD2 приходит лог. 0. На выводе 3 DD1(E1) после выполнения логической операции появится лог.0, на
выводе 3 DD2 получится лог. 1, на всех же
остальных выводах DD1 и DD2 формируется лог. 0. Сигнал лог. 1 с
вывода 3 DD2 поступает вместе с сигналом лог. 0
с вывода 6 DD2 на вывод 1 и 2 DD4. Лог. 0 с выводов 3 и 6 DD3 поступает на выводы 13 и 5 DD5. На выводе 3 DD4 образуется сигнал лог. 1, который с сигналом с вывода
6 поступает на выводы 9 и 10 DD3,
а также на выводы 9 и 10 DD5.
На выводах 12, 6 и 8 DD5
образуется комбинация сигналов 110.
Сигналы с выводов 12 и 6 инвертируются и поступают на выводы 1 и 2 выходного
блока м/сх DD7. С вывода 3
DD7 лог. 0 подается на вывод 4 с сигналом лог.0 с вывода 8
DD5 на вывод 5 DD7, а с вывода 6
DD7
приходит лог.0 на вывод 10 DD7 и
на вывод 9 DD7
приходит так же лог. 1
с вывода 8
DD3. На выводе 8 DD7 образуется лог. 0, т.е. сигнал ERR=0, значит схема проработала
правильно, ошибки нет.
На выходах дешифратора нет активных сигналов, т.е. Y0=Y1=Y2=Y3 =Y4=Y5=Y6=Y7=0.
На выходах входного блока, м/сx DD1 и DD2, формируется лог. 0, далее эти сигналы поступают на
м/сх DD3 и DD4.
Проследить появление сигнала, по влияющего на формирование
ошибки можно с выводов 3 и 6 DD4, на
этих выводах присутствуют лог. 0, которые поступят на выводы 9 и 10 м/сх
DD5, после выполнения логической
операции, т.е. логического сложения и инверсии, на выводе 8 DD5 сформируется сигнал лог. 1, который
поступает на вывод 5 DD7,
так как все выходы дешифратора пассивны, то к выходному блоку, кроме выше зафиксированного
сигнала лог. 1, сигналы высокого уровня не поступят. Это значит, что
ERR=1, есть ошибка.
Если на двух выходах дешифратора лог. 1.
На выходах Y0=Y7=1, на всех остальных лог. 0. На выводах 3 и 11
DD2 формирование лог. 1, на всех
остальных выходах входного блока сигналы равные лог. 0, далее сигнал с выводов
3 и 6 DD2 поступают на выводы 1 и 2 DD4, в результате на выводе 3 DD4 формируется лог.1. Сигналы с
выводов 8 и 11 DD2 поступают на
выводы 4 и 5 DD4 после чего формируется сигнал лог.
1 на выводе 6 DD4. Сигналы с выводов 3 и 6
DD4 поступят на выводы 9 и 10 - DD3 и DD5. На выводе 8
DD5 после выполнения логической операции сформируется
сигнал, который про инвертируется и в результате получится сигнал лог. 0. Этот
сигнал с сигналом с вывода 3 DD7
(лог.0) подается на выводы 4 и 5 DD7,
после чего на выводе 6 - DD7 сформируется
лог. 0, далее этот сигнал с сигналом с вывода 8 DD3 (лог.1) поступают
на выводы 9 и 10 DD7, после
выполнения логической операции на выводе 8 DD7 сформируется сигнал высокого уровня, т.е.
ERR=1, что известит об ошибке.
Вывод: для того чтобы сформировался сигнал
ERR=1 достаточно чтобы из промежуточного блока в выходной
блок пришел хотя бы один сигнал, равный лог. 1.
2.3. Расчет параметров: Pпотр., быстродействие, надежность
Расчет потребляемой мощности изделия
(Pпотр.) можно определить по формуле:
Pпотр = S Pпотр.ср.i
Среднее значение мощности можно определить по формуле:
Pcр.=IпсрUпит
где Iпср - среднее значение тока, потребляемого ЛЭ;
Uпит - напряжение питания ЛЭ;
Iпср
можно определить по формуле:
Iпср=Iп + Iп /2
В табл. 4 приведены токи потребления ИМС и ток потребления
средний рассчитанный по вышеуказанной формуле.
Таблица 4.
Тип ИМС
|
Iп, мА
|
Iп, мА
|
Iпср, мА
|
КР1533ЛИ1
|
2,4
|
4,0
|
3,2
|
КР1531ЛЛ1
|
8,3
|
15,5
|
11,9
|
К155ЛЕ4
|
16
|
26
|
21
|
КР531ЛН1
|
54
|
24
|
39
|
По этим
данным подсчитывается среднее значение мощности потребляемой каждой из м/сх,
табл. 5.
Таблица 5.
Тип
ИМС
|
Pср, мВт
|
КР1533ЛИ1
|
16
|
КР1531ЛЛ1
|
59,5
|
К155ЛЕ1
|
105
|
КР531ЛН1
|
195
|
Окончательный
подсчет потребляемой мощности изделия:
Pпотр. = 16*2+59,5*3+105+195=510=0,51 Вт
Быстродействие
можно определить по формуле:
T=Stзср
где tзср - средняя задержка, определяет среднее время выполнения
логических операций, она определяется по формуле:
tзср = tз + tз /2
В табл.6
приведены данные по которым подсчитывается tзср,
и уже подсчитанное tзср
Таблица 6.
Тип
ИМС
|
tз , нс
|
tз , нс
|
tзср, нс
|
КР1533ЛИ1
|
15
|
15
|
15
|
КР1531ЛЛ1
|
5,0
|
5,5
|
5,25
|
К155ЛЕ4
|
11
|
15
|
13
|
КР531ЛН1
|
5
|
4,5
|
4,75
|
По данным
из табл.6 можно определить быстродействие изделия:
T=15*2+5,25*3+13+4,75=63,5 нс
Теперь
можно определить максимальную рабочую частоту, которая определяется по формуле:
F=1/T,
F=1/63,5=15,7
М
Расчет
надежности проводится по следующим показателям:
1) интенсивность отказов изделия
lобщ.=Sliо*ni
где N -
число групп «компонентов надежности», имеющих разные интенсивности
отказов;
liо - интенсивность отказов элемента
i-ой группы;
ni -
количество элементов в i-ой
группе.
2) время наработки на отказ
F=1/lобщ.
3) вероятность безотказной работы
- lобщ.t
P(t)=e
подсчитывается для t=100,1000,10000
Все это
заносится в табл.7, для ИМС liо, было
взято из [ 4
]
Таблица 7.
Группа
элементов
|
Интенсивность
отказов
liо , 1/ч
|
Кол-во
элементов
n
|
liо*n
|
ИМС
|
8,5*10^-7
|
7
|
59,5*10^-7
|
C1
|
0,50*10^-6
|
1
|
0,50*10^-6
|
С2 - С8
|
0,05*10^-6
|
7
|
0,35*10^-6
|
пайка
|
0,005*10^-6
|
104
|
0,52*10^-6
|
основание
ПП
|
1*10^-6
|
1
|
1*10^-6
|
разъем
|
|
11
|
|
|