Конспекты лекций по цифровой электронике. Насыров И.А. - 41 стр.

       Точка «0» данной характеристики соответствует пересечению характеристики                Зона помехоустойчивости ЛЭ определяется по его АПХ. Уровень допустимой
ЛЭ с прямой Uвых= Uвх. Точки А и В получены как пересечения характеристики ЛЭ с         входной помехи для комбинационных устройств задается как разность между
прямой, перпендикулярной к зависимости Uвых= Uвх в точке 0. Следует отметить, что       порогом квантования и соответствующим асимптотическим уровнем сигналов лог. 0
полученные в результате такого построения значения напряжений UA и UB являются          и лог. 1. В соответствии с этим различают уровни помехи по сигналам лог. 0 и лог. 1,
асимптотическими.                                                                       которые находятся из соотношений:
       Предположим, что на вход первого ЛЭ цепочки (рис. 8.3(а)) подан сигнал U0,                                             0
                                                                                                                            U помk = U кв − U B ,
лежащий на участке характеристики, соответствующей работе этого элемента в                                                                                             (8.4)
качестве усилителя, т. е. в области, не удовлетворяющей неравенству (8.2). Используя                                          1
                                                                                                                            U помk = U кв − U A .
приведенную на рис. 8.3(б) амплитудную передаточную характеристику, найдем                     Если U(t)пом < Uпом к, то на выходе ЛЭ появится сигнал, амплитуда помехи в
значение сигнала U4, которое установится на выходе четвертого ЛЭ. При этом U4>U0.       котором меньше, чем на входе, и в силу формирующих свойств при прохождении по
Очевидно, что с увеличением числа последовательно включенных ЛЭ (n → ∞)                 цепочке последовательно включенных ЛЭ сигнал помехи быстро затухнет.
выходное напряжение Un, снимаемое с выхода последнего в цепочке элемента, будет                Последовательностные устройства, как было показано ранее, содержат
стремиться к значениям UA или UB.                                                       внутренние цепи обратной связи. Поэтому для их надежного функционирования
       Следовательно, исходный искаженный сигнал, пройдя через цепочку из               необходимо, чтобы в процессе работы модуль коэффициента передачи разомкнутого
последовательно включенных ЛЭ, стремится к своему асимптотическому значению.            контура не превышал единицу. В противном случае возможно лавинообразное
       Напряжение, соответствующее точке 0 амплитудной передаточной характери-          переключение устройства в новое устойчивое состояние, что приведет к потере
стики (АПХ) ЛЭ, называют напряжением порога квантования Uкв. Если U = Uкв, то           информации. Поэтому в таких устройствах допустимая амплитуда помехи меньше,
сигнал, пройдя через цепочку последовательно включенных ЛЭ, строго говоря, не           чем в комбинационных, и определяется выражениями (рис. 8.4):
претерпит никаких изменений. Таким образом, Uкв делит характеристику ЛЭ на две
области, соответствующие зонам отображения сигналов лог. 0 и лог. 1. Если U > Uкв,
                                                                                                                               0
                                                                                                                             U помП = U П0 − U B ,
                                                                                                                                                                       (8.5)
то этот сигнал воспринимается как сигнал лог. 1, если U < Uкв - то как сигнал лог. 0.
Следует заметить, что точка 0 является точкой неустойчивого равновесия, и любое
                                                                                                                               1
                                                                                                                             U помП = U 1П − U A ,
сколь угодно малое отклонение напряжения от значения Uкв приведет к
                                                                                        где U П0 и U 1П - входные напряжения, соответствующие точкам характеристики, для
формированию на выходе цепочки элементов сигнала UA или UB.
       Амплитудная передаточная характеристика реального ЛЭ существенно                 которых dU вых dU вх = −1 (см. рис. 8.4).
нелинейна, что обеспечивает быстрое формирований асимптотических значений                     При определении реальной зоны помехоустойчивости необходимо учитывать
логических сигналов.                                                                    существующий разброс АПХ ЛЭ. Последнее еще больше уменьшает допустимую
Помехоустойчивость ЛЭ. Очевидно, что даже кратковременное искажение                     амплитуду сигнала помехи.
логических сигналов в силу формирующих свойств ЛЭ может привести к потере                     Следует отметить, что допустимая амплитуда помехи также зависит от ее
истинности получаемых результатов. Поэтому ЛЭ должны обладать высокой                   длительности. Эту зависимость определяет характеристика импульсной
помехоустойчивостью.                                                                    помехоустойчивости, связывающая допустимую амплитуду помехи с ее
       Под помехоустойчивостью понимается свойство нечувствительности ЛЭ к              длительностью (рис. 8.5).
отклонениям его входных сигналов от асимптотических значений. Эти отклонения
обычно вызываются действием различных помех на логическое устройство. Степень
их влияния во многом определяется типом используемых схемотехнических
решений.
       Помехи в цифровых устройствах носят, как правило, характер
кратковременных импульсов. Принято различать внешние и внутренние помехи.
       К первым относятся помехи, вызванные внешними воздействиями:
электромагнитное воздействие промышленной сети электропередачи, силовых
переключателей и электродвигателей, городского транспорта и т. п. Уменьшить
влияние этих помех можно как конструктивными, так и схемотехническими
средствами, например экранированием или соответствующим выбором уровней лог.
0 и лог. 1.
       Ко вторым относятся помехи, амплитуда и длительность которых зависит от
амплитуды и длительности перепадов напряжений на выходах самих ЛЭ, а также
видом и длиной соединительных линий между ними.

                                         81                                                                                     82