выходу схемы типа В можно подключить 10 схем типа В, или Л2 схем типа А, или 50 схем типа С. Схема типа С имеет меньший коэффициент нагрузочной способности. Коэффициент 2,5 достигается в случае совместной работы схем типа С; при подключении к выходу схем типа А или В коэффициент равен 1,25, т. е. к выходу схемы типа С можно подключить 10 схем типа С, или одну схему типа А, или одну схему типа В.

Более эффективное использование схем достигается при более сложном способе определения нагрузки входов и выходов, при котором входные и выходные токи выражаются с помощью относительных нагрузок для обоих уровней сигнала - Н и В. Число схем, которые могут быть подключены к выходу, ограничено или коэффициентом выхода Пв при уровне Н или коэффициентом «в при уровне В. Пример рассчитанных таким образом схем представлен иа рис. 1.11с. В качестве единичной нагрузки при уровне В рассматривается вход-

d) 2DJI2.-

го/л А

1/J0

i/io

2gho

гб1ю

Рис. 1.11. с) Определение входов и выходов с помощью относительных нагрузок при уровнях В и Н; б) управление схемы С с выхода схемы А; в) управление схемы В с выхода схемы С

ной ток /вх.в схемы типа С, а в качестве единичной нагрузки при уровне Н - входной ток /вх.н схемы типа В. В примере иа рис. 1.116 к выходу схемы А подключены входы схем С. При уровне В коэффициент разветвления выхода Пв=200/1 =200, при уровне Н коэффициент разветвления выхода Пи= 120/10= =il2, т. е. число схем С, которые можно подключить к выходу схемы А, ограничено рабочими условиями при уровне Н величиной 12. И наоборот, в схеме на рис. l.Ue число схем В, которые можно подключить к выходу схемы А, ограниченно рабочими условиями при уровне В.

Пока что мы рассматривали нагрузки, которые соответствуют установившимся режимам работы схемы. На практике нужно принимать во внимание и динамические нагрузки, например входные емкости триггеров и т. п. Динамические нагрузки могут оказывать значительное влияние на выходные характеристики схем и ограничивать число единичных статических нагрузок, которые можно подключить к выходу.

1.4. ВРЕМЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ И ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА

Быстроденствие цифровой схемы зависит от ее времени переключения, т. е. от времени, необходимого для перехода выхода с уровня Н на уровень В и наоборот, и, главным образом, от задержки сигнала. В идеальном случае при скачкообразном изменении входных и выходных уровней задержка сигнала определяется как время, которое пройдет с момента скачкообразного изменения на входе схемы до момента появления скачкообразного изменения на ее выходе.

временные соотаошения представлены на рис. 1.12а. Обычно рассматриваются уровни, соответствующие 10-90% динамического диапазона сигналя, У быстродействующих интегральных схем время переключения сравиительно мало зависит от характера входного сигнала. Нагрузочные емкости увеличивают время переключення, в течение которого происходит их заряд. При вы-

И(0%)

и. Т

BtlXff

1 7 \. nMt

Т-------л---------1>-----

"-tv ф-

нищаясхем

иеинВертиру-ая схема

Рис. 1.12. а) Определение времени С) задерж-

ка зд; в) задержка зд.р, <°зд.р

боре схем для построения системы следует учитывать, что чем меньше время их переключения (особенно схем с активным выходом), тем большие помехи возникают в системе.

При построении систем с высокой рабочей частотой наиболее важным параметром цифровой схемы является время задержки распространения сигнала. Оно складывается из так называемой начальной задержки под влиянием входных емкостей, из задержки под влиянием конечных значений времени и

и задержки, связанной с наличием избыточного заряда в насыщенных схемах. Измерение этих частичных задержек и определение результирующей задержки путем арифметического сложения затруднительно. С точки зрения использования схем важна только результирующая задержка, которая может быть определена сравнением входного и выходного сигналов.

На рис. 1.126 представлена задержка выхода /-"зд при переходе с уровня В на уровень Н и f>г при переходе с уровня Н на уровень В. Эта задержка оцределяется при разных уровнях входного и выходного сигиалок. С этой точки зрения более выгодно определение за;держки распространения сигнала "зд.р при переходе с уровня В на уровень Н и при обратном переходе (рис. 1.12в). Эта задержка определяется при одинаковых уровнях входного и выходного сигналов. В зависимости от типа сигнала определение задержки распространения производится иа уровне 50% амплитуды сигнала или

яа пороговом уровне Т, при котором схема изменяет свое состояние. На практике задержка распростраиения сигнала зд.р.ср определяет-ся обычно как оред-иее арифметическое величин задержек "-зд.р и "зд.р:

f.l , .1,0 зд.рТзд.р

зд.р.ср

(1.5)

Из.мерение задержки иа одной инвертирующей схеме может быть критическим, если выходное напряжение вблизи уровня Т изменяется медленно.

В таком случае задержку передачи можно определить сравнением входного и выходного сигналов пары схем, включенных кас-кадно. Как видно из рис. 1.13, задержка распространения определится по двум примерно одинаковым по форме, но сдвинутым во времени сигналам. Если схемы - В й С - имеют одинаковые свойства и работают в одинаково заданных условиях, то должно быть з1 = з2=2зд.р.ср. Рсзультаты измерения величины 2зд.р.ср точнее при более крутых фронтах входного и выходного сигналов.

Величина задержки передачи .зд.р.ср зависит от многих факторов. В любом случае наибольшее влияние оказывает внешняя емкостная нагрузка выхода, в зависимости от типа схемы в большей или меньшей мере проявляется влияние разветвления входа и выхода, величины на-

Рис. 1.13. Определение задержки распространения

пряжения питания и температуры окружающей среды. Их влияние будет рас •смотрено в главах, посвященных отдельным типам схем.

1.5. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВЫХ СХЕМ

Для оценки свойств цифровой схемы очень удобно использовать передаточную характеристику, отражающую зависимость выходного напряжения t/вых от входного t/вх. По виду типовых передаточных характеристик (рис. 1.14) цифровые схемы делятся на четыре группы:

а) схемы без инверсии выходного сигнала и без усиления. Это, напр.имер, диодные схемы и некоторые специальные схемы с эмиттарными повторителями. Крутизна передаточной характеристики во всем рабочем диапазоне меньше «диницы;

б) схемы с инверсией выходного сигнала и без усиления. Такие схемы на практике обычно не применяются;

в) схемы без инверсии выходного сигнала и с усилением. Это различные схемы с транзисторными усилителями. В средней части рабочего диапазона крутизна передаточной характеристики больше единицы, а на обоих его концах меньше единицы;

г) схемы с инв-сией входного сигнала и с усилением. Это на.иболее рас-лространеяные схемы; типичным примером является простой транзисторный инвертор, включенный по схеме с общи.м эмиттером. В определенной средней части рабочего диапазона абсолютное значение крутизны передаточной характеристики больше, а на обоих его концах - .меньше единицы.

При заданных рабочих точках, соответствующих уровням сигнала Н и В, можно по передаточным характеристикам анализировать рабочие условия при распространении сигнала в цепочке цифровых схем. Анализ этих условий очень важен с точки зрения величин сигналов помех, при которых цифровая схема •еще может надежно работать. Без схем усиления не может быть построена