Расчет и описание работы преобразователя уровней (ПУ), Описание ПУ - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1
Описание ПУ
Преобразователь уровней (ПУ) - специальная схема, преобразующая выходные сигналы цифровой ИС (интегральная схема) одного типа во входные сигналы цифровой ИС другого типа (Иногда ПУ называют транслятором уровней).
ПУ должен обеспечить преобразование выходного логического уровня одного элемента ЛЭ1 во входной логический уровень другого элемента ЛЭ2 с заданным коэффициентом разветвления n. (т. е. ПУ должен давать требуемый логический уровень для n элементов ЛЭ2, параллельно подключенных к выходу ПУ).
При проектировании микроэлектронной аппаратуры на цифровых интегральных микросхемах на практике возникает необходимость в совместном использовании цифровых ИМС (интегральные микросхемы) различных серий. Эти ИМС могут существенно различаться как конструктивно-технологическими, схемотехническими решениями, так и электрическим и параметрами, вследствие чего они не могут сопрягаться непосредственно. Использование ПУ позволяет обеспечить управление интегрального логического элемента (ЛЭ) одной серии интегральным логическим элементом другой серии, т. е. добиться электрического и временного сопряжения этих двух элементов.
Каждый ЛЭ характеризуется набором входных и выходных статических и динамических параметров. К статическим параметрам относятся: входные (Uвх) и выходные (Uвых) напряжения; уровни логической "1" (U1) и логического "0" (U0); входные и выходные токи ЛЭ в состояниях логического "0" и логической "1м по входу и выходу; Iн - ток нагрузки; Uп+ - допустимая положительная статическая помеха при уровне на выходе (помехозащищенность снизу) и Uп - - допустимая статическая помеха при уровне У на выходе (помехозащищенность сверху).
Средние значения этих параметров, пределы их изменений и их полярности у различных ЛЭ разные.
На рис.1 представлена обобщенная структурная схема согласования элементов ЛЭ1 и ЛЭ2 с различными типами логики и схемотехники. Основным элементом схемы согласования является преобразователь уровня ПУ. Входной П1 и выходной ПЗ каскады обеспечивают согласование выходов ЛЭ1 со входом П2 и выхода П2 с входом ЛЭ2. В отличие от логических элементов, у которых значения уровней входных и выходных сигналов, как правило, совпадают, у ПУ значения входных и выходных сигналов всегда различны. Это характерный признак ПУ. Поэтому простейшим способом обеспечения полного сопряжения уровней ЛЭ1 и ЛЭ2 является способ построения схемы, при котором входной каскад ПУ - П1 был реализован аналогично схеме выходного каскада ЛЭ1. Аналогично выходной каскад ПУ - ПЗ должен быть реализован по схеме входного каскада ЛЭ2. Чтобы обеспечить выполнение этих условий при таком способе построения ПУ необходимо одновременно использовать питающие напряжения как ЛЭ1, так и ЛЭ2. В практических случаях, когда ЛЭ1, ПУ, ЛЭ2 размещены на одной и той же плате или в одном корпусе микросхемы, схему ОУ можно упростить, исключив из нее каскады П1 или ПЗ или оба. В интегральном варианте ПУ может содержать все три каскада П1-П2-ПЗ, так как при этом ограничения на соединения между ПУ и цифровыми ИС с ЛЭ будут такими же, как для связей между цифровыми ИС в данной аппаратуре. Это в определенной степени облегчит конструирование электронных блоков аппаратуры.
Кроме обеспечения совместимости уровней сигналов ПУ должны удовлетворять специальным требованиям, например, таким как:
- - сохранение преобразователем порогового уровня управляющего элемента ЛЭ1 и уровней токов элементов ЛЭ1 и ЛЭ2; - обеспечение преобразования уровней с логической или без инверсии; - обеспечение заданных требований по нагрузочной способности и параметрам быстродействия.
Обеспечение заданных требований по нагрузочной способности сводится к обеспечению преобразования выходного логического уровня элемента ЛЭ1 во входной логический уровень элемента ЛЭ2 с заданным коэффициентом разветвления n (т. е. ПУ должен давать требуемый логический уровень для n элементов ЛЭ2 параллельно подключенных к выходу ПУ).
Обеспечение заданных требований по параметрам быстродействия обычно сводится к тому, что ПУ не должен ухудшать быстродействие цифрового устройства, в котором он используется, т. е. задержка на переключение ПУ должна быть не больше задержки более медленного из элементов ЛЭ1 и ЛЭ2.
Можно сформулировать общие правила построения ПУ, пригодные для большинства возможных вариантов преобразователей уровня:
- - преобразователи уровней проектируются для конкретных схем с обязательным учетом выходных характеристик и параметров управляющего элемента и входных характеристик и параметров управляемого элемента; - перепад логических уровней управляющего элемента должен быть достаточным для надежного функционирования преобразователей уровней; - преобразователь уровней должен обеспечивать необходимые динамические параметры с учетом емкостных и активных нагрузок.
По схемотехнической реализации основных логических функций цифровые ИМС, наиболее распространенные в настоящее время, подразделяются на следующие группы ИМС:
- - ИМС транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ, ТТЛШ); - ИМС эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ); - ИМС на МДП-транзисторах (КМДП-логика, p-МДП-логика, n-МДП-логика); - ИМС на элементах инжекционной логики (и2л).
Расчет преобразователя уровня (ПУ). Исходные данные
Согласуемые элементы, серии ИС: ТТЛ (К155) -" КМДП (К176).
Нагрузочная способность: 1
Частота переключения: 1
Температурный диапазон: -10 + 45 °С
Из справочника выбираем конкретные микросхемы серии К155 и К176:
К155ЛАЗ - два элемента 2И-НЕ; К176ЛА7 отличается от микросхемы
К155ЛАЗ только нумерацией выводов двух средних (по схеме) логических элементов 2 И - НЕ
Типовые статистические параметры используемых микросхем
Параметр |
ТТЛ |
КМДП |
Е, В |
5 ±5% |
(5 + 9)±5% |
И",В |
0,4 |
0,3 |
И1,в |
2,4+4,5 |
4,5 + 8,2 |
1'вх, мА |
0,1 |
1,5*10""' |
1"вх, мА |
1,6 |
1,5*10"J |
1'вых, мА |
1 |
2,5 |
1°вых, мА |
16 |
2,5 |
U",b |
0,6 |
1 + 3 |
Справочные данные для K155JIA3
Параметр |
Е, В=5В±5% |
Uu, B=0,4 |
Uu, B=0,4 |
U1,B=2,4 |
1'вх, MA=0,04 |
1"вх, MA=-1,6 |
I вых, mA=16 |
1ивых, mA=-0,4 |
Цп(Помех-ть)=0.9 |
Краз=10 |
Коэффициент разветвления по выходу (при работе элементов на аналогичные) КРАЗ =10, данные параметры обеспечиваются в диапазоне температур -10°С+...+45°С
Корпус ИМСК155ЛЛЗ
К155 Л A3 (четыре логических элемента 2И-НЕ)
Условное графическое обозначение
- 1,2,4,5,9,10,12,13 - входы Х1-Х8; 3 - выход Y1; 6 - выход Y2 7 - общий 8 - выход Y3 11 - выход Y4 14 - напряжение питания;
Справочные данные для К176ЛА7:
Параметр |
Е, В=9В±5% |
U",в=о, з |
U'вых = 8,2В |
I1bx, мА=0,1 |
10вх, мА=-0,1 |
11вых, мА=0,3 |
10вых, mA=0,3 |
Цп(Помех-ть)=0.9 |
Условное графическое обозначение
- 1,2,4,5,9,10,12,13 - входы X1-X8; 6 - выход Y1; 7 - общий; 8 - выход Y2; 14 - напряжение питания;
К1 76ЛА7
В том случае, когда ставится задача спроектировать ПУ ТТЛ--"КМДП для расположенных на одной и той же плате конкретных ТТЛ ИС и КМДП ИС с заданной нагрузочной способностью ПУ, частотой переключения и температурным диапазоном работы ПУ, схема преобразователя может содержать только один биполярный транзистор VT и резисторы Re, RK (рис 6,7).
(рис 7)
Похожие статьи
-
Анализ развития современной электроники показывает, что цифровая электроника составляет большую часть современных РЭС. Одним из элементов цифровой...
-
Выбор номинала резистора - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1
Если на входе ПУ уровень логического "0" элемента KI55JIA3: UВХ=U0ТТЛ = 0,4 В, то транзистор КТ503А, выполняющий в ПУ функции VT, находится в отсечке, т....
-
На передаточной характеристике рассматриваемой схемы выделим три участка. А) Если Uвх ? Uбэнас = 0,8 В, то VT находится в отсечке и Uвых определяется...
-
Введение - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1
В данной курсовой работе рассмотрена схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП) последовательного счета. В этом курсовом используется АЦП с...
-
Для реализации ПУ выберем транзистор КТ503А, который является кремниевым, эпитаксиально-планарным п-р-п универсальным низкочастотным маломощным....
-
Следующим типом интегрирующего АЦП с частотно-импульсным преобразованием, принцип работы которого основан на предварительном преобразовании входного...
-
Расчет и выбор элементов задатчика интенсивности Предполагаемая принципиальная электрическая схема задатчика интенсивности изображена на рис.5.1. Рис....
-
Преобразователь этого типа, называемый в литературе также АЦП с Поразрядным уравновешиванием , является наиболее распространенным вариантом...
-
Импульсные генераторы - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1
Для работы различных импульсных устройств часто требуется обеспечить подачу на их вход или в другие цепи импульсов напряжений прямоугольной формы...
-
Рассмотрим пример 8-разрядного последовательно-параллельного АЦП, относящегося к типу многотактных (рис. 1). Здесь процесс преобразования разделен во...
-
Перемножители и делители функций - Цифро-аналоговый преобразователь с параллельным интерфейсом
Как уже указывалось выше, ЦА-преобразователи на МОП-ключах, допускают изменение опорного напряжения в широких пределах, в том числе и смену полярности....
-
Программируемый контроллер прерываний КР580ВИ59 позволяет свести до минимума аппаратные затраты на реализацию системы прерываний и обеспечивает широкое...
-
Цифро-аналоговые преобразователи - Типы преобразователей
Задача заключается в преобразовании величины, которая задана двоичным (или многозначным двоично-десятичным) числом в пропорциональный уровень напряжения...
-
Описание работы СИФУ - Реверсивный тиристорный преобразователь для электроприводов постоянного тока
Для работы СИФУ используется косинусоидальное опорное напряжение, максимальное значение которого должно находится в точках естественной коммутации...
-
Расчет схемы электрической принципиальной цифрового матрицирующего устройства. Рассмотрим систему обозначений сигналов, принятую в цифровом телевидении...
-
Преобразователь напряжения переменного тока в ток - Типы преобразователей
Этот преобразователь (рис.20, а) обычно применяют в качестве нормирующего для преобразования в унифицированный токовый сигнал выходного сигнала...
-
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) -- устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал (ток, напряжение или...
-
Схема усилительного каскада на полевом транзисторе с управляющими p-n-переходом и каналом р-типа показана на рисунке 5. Транзистор включен по схеме с...
-
Исходные данные для расчета: 1. напряжение на выходе каскада = 2,5 В; 2. сопротивление нагрузки = 250 Ом; 3. нижняя граничная частота =120 Гц; 4....
-
Реверсивный тиристорный преобразователь По заданию на курсовой проект необходимо разработать схему электронной защиты ТП. В качестве примера рассмотрим...
-
Схемы ТТЛ _ транзисторно-транзисторной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Разновидности схем ТТЛ Также широко используются на практике разновидности схем ТТЛ: А) схема ТТЛ с тремя состояниями выхода Схемы базовых ТТЛ нельзя...
-
Электрические элементарные преобразователи - Типы преобразователей
Наиболее распространенные электрические элементарные преобразователи рассмотрены в данном разделе. Ими являются: реостат, неуравновешенный мост,...
-
Последовательный ЦАП на переключаемых конденсаторах - цифро-аналоговые преобразователи
Рассмотренная выше схема ЦАП с ШИМ вначале преобразует цифровой код во временной интервал, который формируется с помощью двоичного счетчика квант за...
-
Схема транзисторного усилителя низкой частоты Упрощенная схема каскада, выполненного на биполярном транзисторе типа р-n-р, включенного по схеме ОЭ,...
-
Иccледование последовательного и параллельного колебательных контуров при гармоническом воздействии Цель работы Изучение последовательного и...
-
Такой преобразователь содержит на кристалле помимо собственно ЦАП дополнительно также последовательный регистр загрузки, параллельный регистр хранения и...
-
Задание на курсовую работу - Расчет вторичного источника электропитания
Рассчитать вторичный источник электропитания. Режим работы - продолжительный, нагрузка - активная. Данные для расчета взять из таблицы в соответствии с...
-
Схемы ЭСЛ _ эмиттерно-связанной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Цифровые микросхемы эмиттерно-связанной логики имеют более высокое быстродействие, чем схемы ТТЛ (даже ценой большей рассеиваемой мощности), достигшее в...
-
Вероятность безотказной работы: TСр - среднее время безотказной работы. S - интенсивность отказов. Если изделие содержит n-типов элементов, последний из...
-
Точка безубыточности может быть определена как объем продаж, при котором выручка равна суммарным издержкам, либо как объем продаж, при котором вложенный...
-
Определяем сопротивление резистора Rк. R3= Rк (0.2 0.3) RВых = 0.25*24662 (Ом),где RВых = RВх. ок. Определяем сопротивление резистора Rэ. Rэ =R4= 0.5*Rк=...
-
Выбор транзисторов, по допустимой мощности рассеяния на коллекторе, и максимальной амплитуде коллекторного тока: PMax(0.250.3)PВых РMax(0.2750.33) (Вт)...
-
Описание и характеристика судна - Организация работы транспортного судна
Теплоходы типов МВТ различных вариантов (пр.1587М) - малогабаритные буксиры-толкачи и буксиры, предназначенные для центральных и восточных бассейнов....
-
Основные параметры логических интегральных микросхем Входное U1вх и выходное U1вых напряжения логической единицы - значение высокого уровня напряжения на...
-
Быстродействие многоступенчатого АЦП можно повысить, применив конвеерный принцип многоступенчатой обработки входного сигнала. В обыкновенном...
-
АЦП последовательного счета Этот преобразователь является типичным примером последовательных АЦП с единичными приближениями и состоит из компаратора,...
-
АЦП с последовательным интерфейсом выходных данных - Преобразователи напряжение-частота
АЦП с последовательным интерфейсом выходных данных. В АЦП последовательного приближения, оснащенных простейшей цифровой частью, таких как 12-битный...
-
Динамические параметры ЦАП определяются по изменению выходного сигнала при скачкообразном изменении входного кода, обычно от величины "все нули" до "все...
-
Аналого-цифровые преобразователи - Типы преобразователей
Предварительные замечания об АЦП Кроме чисто "цифрового" сопряжения (ключи, лампы в т. п.), которое обсуждалось в нескольких предыдущих разделах, часто...
-
Параллельные ЦАП - цифро-аналоговые преобразователи
ЦАП с cуммированием весовых токов Большинство схем параллельных ЦАП основано на суммировании токов, сила каждого из которых пропорциональна весу...
Расчет и описание работы преобразователя уровней (ПУ), Описание ПУ - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1