рассчитываются на номинальное напряжение питания £=5 В с максимально допустимыми отклонениями ±10%, т. е. напряжение питания может быть в диапазоне от 4,5 до 5,5 В. С увеличением напряжения Е задержка /зд.р.ср

Сигнал

Рис. 7.33. а) Неиспользуемый, свободный вход увеличивает задержку схемы ТТЛ; б), е), г) разные варианты включения неиспользуемого входа

уменьшается. Увеличение же быстродействия невелико и достигается ценой несоразмерного увеличения потребляемой мощности. Влияние температуры на быстродействие зависит от конструкции и технологии производства схем ТТЛ.

Рис. 7.34. а) Принцип схемы наблюдения напряжения на выходе элемента ТТЛ; б), в) правильный характер изменения напряжения на входе и выходе; г) провод, подводящий напряжение питания, не блокирован конденсатором; д) щуп синхроскопа не заземлен; е) влияние индуктивности подключенного к выходу конденсатора;

/ - входной сигнал; 2 -щуп (синхроскоп); S - выходной сигнал; 4 - выходной сигнал Сез блокирования напряжения питания; о - выходной сигнал при незаземленном щупе; 6 -выходной сигнал при емкостной нагрузке и распределенной индуктивности

гп iO 60 80 toe

Оно должно быть учтено прежде всего в таких системах, в которых отдельные субсистемы на схемах ТТЛ могут работать при разных температурах, из-за чего возникают разные задержки зд.р.ср.

При наблюдении выходных сигналов и измерении времени включения и выключения и задержки должно быть обращено максимальное внимание на все соединения, экранирование и блокирование напряжения питания (рис. 7.34а). Все соединения должны быть как можно короче, заземление должно производиться в одной точке, что предотвратит образование петель; правильно заземлен должен быть н щуп синхроскопа, подводящий напряжение питания, провод должен быть блокирован соответствующим конденсатором. Используемые конденсаторы должны иметь минимальную индуктивность.

На рис. 7.34, б, в приведены примеры правильного изменения входного и выходного сигналов, на рис. 7.34г показан выходной сигнал в случае отсутствия блокирования напряжения питания Е. Прн изменении выхода со значения Н на В через провод, подводящий напряжение питания, пройдет сравнительно большой переходный ток, и под влиянием индуктивности этого провода произойдет искажение (выброс) выходного сигнала. Неудачное блокирование подводящего питание провода может в значительной мере повлиять на время выключения t и явиться причиной помех. Вид «выходного сигнала прп незазем-ленном щупе показан на рис. 7.345. Подобные колебания индуктивного характера могут быть вызваны и наличием петель в системе заземления. На рис. 7.34е показано влияние индуктивности подключенного к выходу конденсатора. Оно проявляется прежде всего во время выключения которое короче, чем время включения t", и более ярко выражено в схемах ТТЛ с небольшим выходным сопротивлением.

ПОТРЕБЛЯЕМАЯ МОЩНОСТЬ

При определении средней потребляемой мощности схемы ТТЛ исходят из значений мощности, соответствующих состояниям В и Н. Из-за разброса параметров активных и пассивных элементов ИС потребляемые мощности отдельных схем могут значительно отличаться друг от друга. Кроме того, иа потребляемую мощность влияют величина напряжения питания и температура окружающей среды.

Величина мощности сильно зависит от действительных величин сопротивлений резисторов схемы. Так как изготовление всех резисторов схемы происходит одновременно, с помощью одного технологического процесса, то все резисторы имеют одинаковые характеристики. Разброс может достигать ±207о, но н в на-худшем случае все резисторы имеют одинаковое отклонение: -f-20 или -20%. Если сопротивления всех резисторов на 207с меньше номинального значения, то потребляемая мощность возрастет больше чем иа 20% номинальной величины. И наоборот, если сопротивления всех резисторов на 20% больше номинальных, то потребляемая мощность уменьшается меньше чем на 20% номинального значения. С точки зрения влияния температуры наихудшему случаю соответствует нормальная температура около -f25°C, при которой резисторы имеют минимальное сопротивление.

При температуре больше или меньше -f25C сопротивления увеличиваются и потребляемая мощность уменьшается.

Меньшее влияние на мощность имеют изменения напряжения t/б.э, его зависимость от тока базы и коллектора и от температуры. Температурная зависимость напряжения [/б.э обратно пропорциональна току базы. Для диапазона тока базы от 1 мкА до 1 мА характерно значение температурного коэффициента dU6.a/dt=2,2 мВ/°С. Но с ростом тока базы температурный коэффициент уменьшается. При токе базы 1 мА он равен примерно 1,5 мВ/°С, а при токе 5 мА уменьшается до значения 1,3 мВ/°С. Сравнительно небольшое влияние на величину потребляемой мощности оказывают напряжение [/к.э и его температурная зависимость. В диапазоне температур - 55-H-f 125°С напряжение [/„.» возрастает почти линейно, и его температурный коэффициент - примерно 0,55 мВ/°С.

Важным фактором является величина напряжения питания Е. Потребляемая мощность возрастает пропорционально квадрату напряжения Е, поэтому и не-

большое увеличение напряжения Е вызовет сравнительно большое увеличение потребляемой мощности. Однако эту зависимость в некоторых случаях можно использовать для уменьшения потребляемой мощности системы путем выбора минимально допустимого напряжения питания Е. Но нужно учесть, что с уменьшением напряжения Е снижается быстродействие схемы ТТЛ.

Пока что рассматривалась потребляемая мощность в статическом режиме. В динамическом режиме на величину потребляемой мощности значительное влияние оказывают частота переключения схемы ТТЛ и характер подключенной на выход нагрузки.

В системах с большим быстродействием нельзя пренебрегать влиянием на потребляемую мощность частоты переключения, так как в зависимости от режима работы потребляемая мощность ТТЛ возрастает на несколько десятых мВт/МГц.

Увеличение мощности зависит также от динамических свойств выхода схемы ТТЛ на транзисторах 7"з и /"4. Как уже было показано, оба выходных транзистора - 7"з и 74 - под влиянием разных внутренних задержек и неодинаковых характеристик переключения могут во время переключения оказаться открытыми одновременно. В результате этого между источником питания £ и корпусом возникает малое сопротивление, через которое протекает сравнительно большой ток. Этот переходный ток увеличивает общую потребляемую мощность схемы ТТЛ, и его влияние тем больше, чем больше частота переключения. В большинстве случаев нужно учитывать только переходный ток, возникающий во время выключения Переходные токи, возникающие во время включения и.меют небольшую амплитуду, и их влиянием можно пренебречь. На амплитуду и длительность переходного тока значительно больше влияет емкостная нагрузка выхода, чем внутренняя задержка ИС. Для заряда конденсатора, подключенного к выходу во время выключения необходим еще один переходный ток, поступающий на выход от источника £. Дополнительная потребляемая мощность может быть определена по переходному току.

На рис. 7.35а представлена схема измерения переходного тока в зависимости от нагрузочной емкости Сн- Схема на рис. 7.356 позволяет определить зави-

Рис. 7.35. а) Схема измерения переходного тока элемента ТТЛ в подводящих питание проводах; 6) принцип измерения переходного тока в зависимости от нагрузочной емкости и единичных нагрузок .на выходе; в) идеализированная кривая изменения переходного тока;

- измеряемая схема ТТЛ; 2 -щуп; 3 - синхроскоп; 4 -генератор

симость переходного тока от емкости Сн и одновременно зависимость от числа подключенных к выходу единичных нагрузок. Соответствующее число единичных нагрузок (например, ге=1-Н)10) устанавливается путем изменения сопротивле-«ия резистора Я. Так как кривая изменения переходного тока имеет вид тре-