--PAGE_BREAK--
2.1.3
Расчет выходного блока
Из промежуточного блока в выходной поступают сигналы E1, S1, Е2 и S2. Эти сигналы необходимы, для формирования сигнала сообщающего об ошибке.После логических операций в выходном блоке, на его выходе формируется сигнал ERR.Таблица истинности и карта Карно для этого сигнала приведены в табл. 3, после всех логических преобразований формула для сигнала ERRполучится следующая:
ERR=E1+E2+S1S2+S1S2
Таблица 3.
Таблица истинности и карта Карно для сигнала ERR
E1
S1
E2
S2
ERR
Карта Карно
1
для сигнала ERR
1
v
1
X
S1
S1
1
1
1
E1
1
1
X
X
E2
1
v
X
1
X
X
E2
1
1
1
E1
X
1
1
X
1
1
X
1
1
E2
1
1
1
1
S2
S2
S2
1
X
1
1
X
1
1
X
1
1
1
X
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
X
1
1
1
1
1
v — ERR=0, ошибки нет — нормальная работа дешифратора.
x — запрещенная комбинация, получается только в том случае, если E1=1 и S1=0 илиE2=1 и S2=0.
2.2 Описание работы принципиальной
схемы
Сигналы с выходов дешифратора поступают в входной блок на выводы 1,2,4,5,8,10,12,13 — DD1 и DD2, далее формируются сигналы E1,S1 на выводе 3,E2,S2 на выводе 6, E1’,S1’ на выводе 8 и E2’,S2’ на выводе 11 м/cх DD1 и DD2. Эти сигналы поступают в промежуточный блок, в результате чего появляются новые сигналы, нужные для дальнейшей проверки: E1 вывод 2 DD6, S1 вывод 3 DD4, E2 вывод 4 DD6 и S2 вывод 6 DD4. Последним, завершающим этапом являются логические операции в выходном блоке, который в зависимости от этих сигналов сформирует выходной сигнал ERR. Если сигнал ERR=0, то ошибки нет, ERR=1 есть ошибка.
Работу данной схемы можно рассмотреть на примерах.
Нормальный режим работы дешифратора, т.е. высокий уровень сигнала (лог. 1) присутствует на одном из выходов дешифратора, пусть в данном случае, это выход Y=1, на остальные выводы 2,4,5,9,10,12 DD1,DD2 приходит лог. 0. На выводе 3 DD1(E1) после выполнения логической операции появится лог.0, на выводе 3 DD2получится лог. 1, на всех же остальных выводах DD1 и DD2 формируется лог. 0. Сигнал лог. 1 с вывода 3 DD2поступает вместе с сигналом лог. 0 с вывода 6 DD2на вывод 1 и 2 DD4. Лог. 0 с выводов 3 и 6 DD3поступает на выводы 13 и 5 DD5. На выводе 3 DD4 образуется сигнал лог. 1, который с сигналом с вывода 6 поступает на выводы 9 и 10 DD3, а также на выводы 9 и 10 DD5.На выводах 12, 6 и 8 DD5образуется комбинация сигналов 110. Сигналы с выводов 12 и 6 инвертируются и поступают на выводы 1 и 2 выходного блока м/сх DD7. С вывода 3 DD7 лог. 0 подается на вывод4 с сигналом лог.0 с вывода 8 DD5 на вывод 5 DD7, а с вывода 6 DD7приходит лог.0 на вывод 10 DD7 и на вывод 9 DD7 приходит так же лог. 1 с вывода 8
DD3. Навыводе 8 DD7 образуется лог. 0, т.е. сигнал ERR=0, значит схема проработала правильно, ошибки нет.
На выходах дешифратора нет активных сигналов, т.е. Y=Y1=Y2=Y3 =Y4=Y5=Y6=Y7=0.
На выходах входного блока, м/сx DD1 и DD2, формируется лог. 0, далее эти сигналы поступают на м/сх DD3 и DD4.
Проследить появление сигнала, по влияющего на формирование ошибки можно с выводов 3 и 6 DD4, на этих выводах присутствуют лог. 0, которые поступят на выводы 9 и 10 м/сх DD5, после выполнения логической операции, т.е. логического сложения и инверсии, на выводе 8 DD5 сформируется сигнал лог. 1, который поступает на вывод 5 DD7, так как все выходы дешифратора пассивны, то к выходному блоку, кроме выше зафиксированного сигнала лог. 1, сигналы высокого уровня не поступят. Это значит, что ERR=1, есть ошибка.
Если на двух выходах дешифратора лог. 1.
На выходах Y=Y7=1, на всех остальных лог. 0. На выводах 3 и 11 DD2 формирование лог. 1, на всех остальных выходах входного блока сигналы равные лог. 0, далее сигнал с выводов 3 и 6 DD2поступают на выводы 1 и 2 DD4, в результате на выводе 3 DD4формируется лог.1. Сигналы с выводов 8 и 11 DD2поступают на выводы 4 и 5 DD4после чего формируется сигнал лог. 1 на выводе 6 DD4. Сигналы с выводов 3 и 6 DD4поступят на выводы 9 и 10 — DD3 и DD5. На выводе 8 DD5после выполнения логической операции сформируется сигнал, который про инвертируется и в результате получится сигнал лог. 0. Этот сигнал с сигналом с вывода 3 DD7(лог.0) подается на выводы 4 и 5 DD7, после чего на выводе 6 — DD7 сформируется лог. 0, далее этот сигнал с сигналом с вывода 8 DD3(лог.1)поступают на выводы 9 и 10 DD7, после выполнения логической операции на выводе 8 DD7сформируется сигнал высокого уровня, т.е. ERR=1, что известит об ошибке.
Вывод: для того чтобы сформировался сигнал ERR=1достаточно чтобы из промежуточного блока в выходной блок пришел хотя бы один сигнал, равный лог. 1.
2.3.
Расчет параметров:
P
потр.
, быстродействие, надежность
Расчет потребляемой мощности изделия (Pпотр.) можно определить по формуле:
Pпотр = SPпотр.ср.i
Среднее значение мощности можно определить по формуле:
Pcр.=IпсрUпит
где Iпср— среднее значение тока, потребляемого ЛЭ;
Uпит — напряжение питания ЛЭ;
Iпсрможно определить по формуле:
Iпср=Iп+ Iп/2
В табл. 4 приведены токи потребления ИМС и ток потребления средний рассчитанный по вышеуказанной формуле.
Таблица 4.
Тип ИМС
Iп, мА
Iп, мА
Iпср, мА
КР1533ЛИ1
2,4
4,0
3,2
КР1531ЛЛ1
8,3
15,5
11,9
К155ЛЕ4
16
26
21
КР531ЛН1
54
24
39
По этим данным подсчитывается среднее значение мощности потребляемой каждой из м/сх, табл. 5.
Таблица 5.
Тип ИМС
Pср, мВт
КР1533ЛИ1
16
КР1531ЛЛ1
59,5
К155ЛЕ1
105
КР531ЛН1
195
Окончательный подсчет потребляемой мощности изделия:
Pпотр.= 16*2+59,5*3+105+195=510=0,51 Вт
Быстродействие можно определить по формуле:
T=Stзср
где tзср — средняя задержка, определяет среднее время выполнения логических операций, она определяется по формуле:
tзср= tз+ tз/2
В табл.6 приведены данные по которым подсчитывается tзср, и уже подсчитанное tзср
Таблица 6.
Тип ИМС
tз , нс
tз , нс
tзср, нс
КР1533ЛИ1
15
15
15
КР1531ЛЛ1
5,0
5,5
5,25
К155ЛЕ4
11
15
13
КР531ЛН1
5
4,5
4,75
По данным из табл.6 можно определить быстродействие изделия:
T=15*2+5,25*3+13+4,75=63,5 нс
Теперь можно определить максимальную рабочую частоту, которая определяется по формуле:
F=1/T,
F=1/63,5=15,7 МГц
Расчет надежности проводится по следующим показателям:
1) интенсивность отказов изделия
lобщ.=Sliо*ni
где N— число групп «компонентов надежности», имеющих разные интенсивности отказов;
liо— интенсивность отказов элемента i-ой группы;
ni — количество элементов в i-ой группе.
2) время наработки на отказ
F=1/lобщ.
3) вероятность безотказной работы
— lобщ.t
P(t)=e
подсчитывается для t=100,1000,10000
Все это заносится в табл.7, для ИМС liо,было взято из [ 4 ]
Таблица 7.
Группа элементов
Интенсивность отказов
liо , 1/ч
Кол-во элементов
n
liо*n
ИМС
8,5*10^-7
7
59,5*10^-7
C1
0,50*10^-6
1
0,50*10^-6
С2— С8
,05*10^-6
7
0,35*10^-6
пайка
0,005*10^-6
104
0,52*10^-6
основание ПП
1*10^-6
1
1*10^-6
разъем
11
продолжение
--PAGE_BREAK--