цифровая система, так как в ней происходит постепенное уменьшение амплитуды сигнала, и в- этом смысле ее можно считать источником помех, включенным между входом л выходом схем с усилением.

ишВфтйрущщай без усиления

инвертирующая без усиления

eknff i Шш<j Щт у1 Щт

1 j""

Н -Щх в инвертирующая усилетем с усилением

Рис. 1.14. Передаточные характеристики цифровых схем

ширтирупщая с цсилетем

Для анализа рабочих условий, соответствующих наихудшему случаю, не-достаточно типовых передаточных характеристик, представленных на рис. 1.14. Характеристики отдельных схем одного типа могут значительно отличаться друг от друга из-за разброса параметров элементов, величины напряжения-питания, нагрузки выхода, температуры н т. п. Результатом влияния всех этих моментов является определенный разброс передаточных характеристик, который .может быть определен опытным путем, измерением параметров достаточного числа схем или анализом схемы с помощью метода Монте-Ка-рло. В этом случае вместо типовых характеристик на рис. 1.14 рассматриваются две граничные передаточные характеристики.

1.6. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СИГНАЛА В ЦЕПОЧКЕ ЦИФРОВЫХ СХЕМ

Цифровые системы состоят из большого числа схем одного типа, включенных каска-дно. Для анализа распространения сигнала в цепочке цифровых схем: целесообразнее всего использовать передаточные характеристики црименяемых-схем.

На рис. 1.15а приведен пример каскадного включения инвертирующих схем: с усилением. При входном напряжении L/bh на выходе схемы 1 имеется напряжение [/выи, которое одновременно является входным напряжением схемы 2, и т. д. Схеме 1 соответствует передаточная характеристика £/выз:=/С/вд>

1 1 1

Т Т"4тТТ"«

схемы 1,3... BыBX

/схемы 2,k,S...

Рис. 1.15. a) Каскадное включение инвертирующих схем с усилением; б) сходимость сигнала без изменения состояния схем; в) сходимость сигнала и изменение состояния схем

(четные)

1 цшештш)

иа рис. 1.156 (оплошная линия). Если на входе схемы / имеется уровень Н, то на ее выходе будет уровень В. Этим рабочим условиям соответствует точка А ;на передаточной характеристике. Если на входе схемы 1 будет уровень В, то на выходе - уровень Н и рабочим условия.м соответствует точка В на пе-. редаточной характеристике.

Рассмотрим телерь рабочие условия схемы 2, имеющей пе!редаточиую характеристику, подобную характеристике схемы L Выходной уровень схемы / является одновременно входным уровнем схемы 2. Если изменить обозначение-осей иа рис. 1.156 так, чтобы входному напряжению {/вк схемы 2 соответствовала вертикальная ось, а выходному наяряжению t/вых - горизонтальная ось,, то для схемы 2 будет справедлива пунктирная передаточная характеристика,, являющаяся зеркальным отображением передаточной характеристики -схемы 1 отноеительно оси ивыхИви. Обе характеристики пересекаются в точках А и В, которые соответствуют установившимся режимам работы. Если на входе схемы 1 имеется уровень Н, а на ее выходе - уровень В, то уровень Н будет-на входах всех последующих нечетных схем, а уровень В на входах всех последующих четных -схем. Рабочие условия всей цепочки схем будут попеременно установлены на уровнях Н и В.

Рассмотрим теперь влияние, оказываемое на цепочку напряжением L/bxi на входе схемы 1. Учитываем только установившиеся состояния, не принимая во-внимание скорость изменения напряжения Ubui и задержку распространение в схемах. Если входное напряжение схемы ] увеличится с величины, соответствующей уровню Н до величины Vejlu то рабочая точка А переместится в точку а на сплошной передаточной характеристике.

На выходе схемы ) будет напряжение L/bhxi, являющееся одновременно входным напряжением t/sxa схемы 2. Входному напряжению Ubxz соответствует рабочая точка b на пунктирной передаточной характеристике. На выходе -схемы 2 будет напряжение [/выха, являющееся одновременно входным напряжением ивлз схемы 3. Входному напряжению t/вхз соответствует рабочая точка с на сплошной передаточной характеристике.. На выходе схемы 3 будет напряжение t/выхз, явл-яющееся одновременно входным напряжением ивх» схемы 4, и т. д. Из изложенного вытекает, что напряжения на выходах нечетных схем сходятся к уровню В, а напряжения четных схем -сходятся к уровню Н. Уровень В имеется уже на выходе схемы 3, а уровень Н - на выходе схемы 4. Точно так же, если входное напряжение схемы / уменьшится с величины, соответствующей уровню В до величины и"вл.и то напряжения на выходах нечетных схем будут стремиться к уровню Н, а иа выходах четных схем - к уровню В.

На рис. 1.15в представлены примеры сходимости сигналов при больших изменениях нацряжения на входе схемы Если напряжение на входе этой •схемы перейдет со значения, соответствующего уровню Н, до значения t/sxi, то напряжения на выходах последующих схем последовательно приближаются к состоянию, определенному рабочей точкой В. Это означает, что первоначальное состояние -выходов нечетных схем изменится с уровня В на уровень Н, а четных-с уровня Н .на уровень В. Наоборот, если напряжения на входе первой схемы изменится со значения, соответствующего уровню В до значения и"вли то напряжения на выходах последующих схем последовательно сходятся к состоянию, определенному рабочей точкой А. Первоначальное состояние выходов изменится у -нечетных схем с уровня Н иа В, а у четных - с уровня В иа Н.

Из приведенных примеров вытекает, что на состояние всех схем в цепочке оказывает влияние относительная величина уров-ня сигнала иа входе первой схемы по отношению к пороговому уров-ню Т, определенному точкой пересечения характеристик С. В принципе, возмож-ны следующие случаи:

а) если уровень сигнала на входе цепочки меньше порогового уровня Т, то уровни сигналов на входах и выходах следующих схе.м приближаются к уровням, соответствующим рабочей точке А;

б) если уровень сигнала на входе цепочки больше порогового уровня Т, то уровни сигналов на входах .и выходах следующих схем приближаются к уровням, соответствующим рабочей точке В;

в) если уровень сигнала на входе цепочки равен пароговому уровню Т, то уровни сигналов последующих схем могут приближаться как к рабочей точке А, так н к рабочей точке В или оста-ваться иа уровне Т.

На рис. 1.16 представлен при.мер анализа распространения сигнала с учетом разброса пе1редаточяых характеристик. Наихудшему случаю с точки зрения наименьшей амплитуды сигнала соответствуют точки Л и В. На рисунке изоб-