Элементы типа КМОП обладают хорошими характеристиками, выдающимися параметрами по помехоустойчивости, сохраняют работоспособность при значительных колебаниях питающего напряжения.
§ 2.4 Вывод Для построения дешифратора с заданными техническими параметрами, наиболее подходят элементы типа ТТЛ. Рассмотрим подробнее характеристики схем ТТЛ логических элементов типа ЛИ6 (Табл. 6) и ЛН5 (Табл. 7).
Таблица 6
Электрические параметры К155ЛИ6
1 Номинальное напряжение питания 5 В 5% 2 Выходное напряжение низкого уровня не более 0,4 В 3 Выходное напряжение высокого уровня не менее 2,4 В 4 Входной ток низкого уровня не более -1,6 мА 5 Входной ток высокого уровня не более 0,04 мА 6 Входной пробивной ток не более 1 мА 7 Ток потребления при низком уровне выходного напряжения не более 33 мА 8 Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения не более 21 мА 9 Потребляемая статическая мощность на один логический элемент не более 35,4 мВт 10 Время задержки распространения при включении не более 19 нс 11 Время задержки распространения при выключении не более 27 нс Таблица 7
Электрические параметры К155ЛН5
1 Номинальное напряжение питания 5 В 5% 2 Выходное напряжение не более 15 В 3 Входной ток низкого уровня не более -1,6 мА 4 Входной ток высокого уровня не более 0,04 мА 5 Входной пробивной ток не более 1 мА 6 Ток потребления при низком уровне выходного напряжения не более 51 мА 7 Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения не более 48 мА 8 Потребляемая статическая мощность на один логический элемент не более 43 мВт 9 Время задержки распространения при включении не более 23 нс 10 Время задержки распространения при выключении не более 15 нс По представленной функциональной схеме (рис. 8) произведён подбор микросхем удовлетворяющих требованиям технического задания. А именно максимальное время распространения сигнала не должно превышать 50нс ((20Мгц) и потребляемая мощность не должна превышать 2,5 Вт.
Как видно из таблиц 6,7 все микросхемы удовлетворяют заданным характеристикам по потребляемой мощности и частоте.
Условное графическое изображение схем показано на рисунке 9. Рисунок корпусов микросхем на рисунке 10.
1,3,5,9,11,13 — входы;
2,4,6,8,10,12 — выходы;
7 — общий;
14 — напряжение питания;
а)
1,2,4,5,9,10,12,13 — входы X1-X8;
6 — выход Y1;
7 — общий;
8 — выход Y2;
14 — напряжение питания;
б) Рис. 9 Условное графическое обозначение ИМС а) К155ЛН5 б) К155ЛИ6
Рис. 10. Корпус ИМС К155ЛН5, К155ЛИ6
ГЛАВА 3
Разработка принципиальной электрической схемы
§ 3.1 Описание работы разработанного узла
Схема узла состоит из двух микросхем 6НЕ (инверторы) и шестнадцати микросхем 4И. При подаче на вход кода происходит преобразование (инвертирование). Далее сигналы поступают на следующие инверторы. Дальнейшее прохождение сигналов осуществляется согласно структуре соединений в зависимости от реализуемых функций (рис. 8).
§ 3.2 Расчетная часть Произведем расчет потребляемой мощности разработанного узла. Для этого просуммируем потребляемые мощности всех элементов схемы.
Для оценки быстродействия схемы просуммируем максимальные задержки элементов по самой длинной цепи.
Расчет надежности проектируемого узла Интенсивности отказов элементов схемы представлены в таблице 8.
Таблица 8
Наименование элемента Интенсивность отказов () Число элементов ИМС 0.1(10−6 18 Разъемы 0.025(10−6 1 Пайка 0.0004(10−6 252 Печатная плата 0.10−6 1 Общая интенсивность отказов, Определим время и вероятность безотказной работы по следующим формулам:
.
Таблица 9
Наименование элемента P (t), t=100 P (t), t=1000 P (t), t=10 000 ИМС 0.9999 0.9 990 005 0.99 004 983
Разъемы 0.9 999 975 0.999 975 0.99 975 003
Пайка 0.99 999 288 0.9 999 288 0.99 928 825
Печатная плата 0.99 994 0.99 940 018 0.99 401 796
Все элементы 0.99 983 049 0.99 830 624 0.98 319 088
ГЛАВА 4
Конструкторская часть
При разработке конструкции печатных плат проектировщику необходимо решать следующие задачи: схемотехнические — трассировка печатных проводников, минимизация количества слоев и т. д.; радиотехнические — расчет паразитных наводок, параметров линий связи и т. д.; конструктивные — размещение элементов на печатной плате, посадочные элементы, контактирование и т. д.; технологические — выбор метода изготовления, защита и т. д.
§ 4.1 Методы изготовления печатных плат
Наиболее широкое применение получили следующие методы: химический, электрохимический и комбинированный.
§ 4.2 Основные технологические операции при изготовлении печатных плат
При изготовлении печатных плат комбинированным негативным способом используются следующие технологические операции.
Изготовление заготовки;
Печатание рисунка схемы в слое светочувствительной эмульсии и защита схемы лаком;
Сверление отверстий согласно чертежу;
Химическое осаждение меди в отверстиях;
Гальваническое осаждение меди;
Лужение припоем или химическое серебрение;
Травление фольги.
§ 4.3 Размещение элементов схемы и расчет площади печатной платы
Список литературы
Корнейчук В.И. и др. Вычислительные устройства на микросхемах: Справочник/ В. И. Корнейчук, В. П. Тарасенко, Ю. Н. Мишинский. — К.: Техника, 1986. — 264 с.
Преснухин Л.Н. и др. Основы конструирования микроэлектронных вычислительных машин: М.: Высшая школа, 1976
Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование устройств на интегральных микросхемах: Справочник. — М.: Радио и связь.
Угрюмов Е. П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ: Учеб. пособие для спец. ЭВМ вузов. — М.: Высшая школа, 1987.
Мальцев П.П., Долидзе Н. С., Критенко М. И. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник. — М.: Радио и связь, 1994
Перельман Б.Л., Шевелев В. И. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги. Справочник, НТЦ Микротех, 2000 г. — 375 с.: ил.
Приложение 1
Рис. 1. Принципиальная электрическая схема
(
(
(
(
…
D0
D1
D30
D31
A1
A0
A2
A3
A4
