Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

ности фронта ^фдоп источник должен обеспечить ток, не меньший, чем

А ш и E Q U / H в ы х / ^ ф д о п - ( 2 . 1 8 )

Формулами (2.16), (2.18) можно пользоваться, если выпол­ няется условие (2.15); практически считают, что последнее спра­

(При использовании диодов ИС следует включить в С0 также паразитную емкость диода на подложку.)

Выше были рассмотрены переходные процессы при условии, что длительности фронтов входных перепадов напряжения равны нулю. При их конечной длительности можно исследовать переход­ ный процесс при помощи интеграла Дюамеля или воспользоваться результатами разд. 1.3, если предположить, что указанные пере­ пады в первом приближении изменяются по линейному закону. Если, однако, полагать, что длительность фронтов (фВх входных перепадов невелика, то можно приближенно вычислять #ф вых по формуле

Расчет ключа

Расчет диодного ключа можно провести в том или ином порядке в зависи­ мости от того, какие величины заданы.

Пусть заданы: амплитуды Um = E l — Е° яі U1— Ua входных и примерно равных им выходных перепадов; допустимая длительность фронта t$ доп; пара­ метры нагрузки RnC„] температурный диапазон работы ключа f С.

Примерный порядок расчета:

1. Выбираем согласно ф-ле (2.18а) напряжение Еоп = 4Um.

2. Выбираем диод из следующих соображений. Наряду с требованием воз­ можно меньшего прямого Rap и большого обратного 7?0ор сопротивлений необхо­

72

4.Согласно (2.17) Ron = £<m//. Так как Ron = RolIRn < Rn, то, если в ре­ зультате расчета получено Ron > Ru, очевидно, необходимо уменьшить Ron', это сделать можно либо уменьшением Е0, либо увеличением тока /.

5.Напряжение источника Е0 определяем пз ф-лы (2.2):

E0 = Eo„(\+RolRu).

Теперь можно по формулам, приведенным выше, уточнить значения выход­ ных уровней напряжения U1 н U0 и определить максимальный ток /смаке через

АОІІ + Апр Именно для этого тока нагрузки и следует рассчитывать источник. Кроме того, следует сравнить ток / е маке и мощность, рассеиваемую на диоде, с допустимыми значениями.

Приведенный расчет носит ориентировочный, эскизный, характер. После вы­ бора номинальных значений и допусков на параметры следует проверить харак­ теристики ключа на худший случай (при самом неблагоприятном сочетании раз­ бросов его параметров) или произвести оценку вероятности того, что удовле­ творяются поставленные требования.

Рассматриваемая схема ключа может работать и с импульсны­ ми управляющими сигналами. Если длительность t„ этих импульсов и длительность паузы /п между ни­

ми превышают длительность пере­ и(t) с1 ходных процессов в ключе, то про­ цессы в ключе не отличаются от рассмотренных выше. Импульсные сигналы могут подаваться через раз­ делительные конденсаторы, как по­ казано в схеме на рис. 2.9. В этой схеме вместо источника Д0 приме­

нен импульсный источник u(t). Им­ пульс на выходе появляется при совпадении во времени импульсов е(і) и «(/); при этом важно, чтобы

время зацепления (т. е. длительность временного совпадения) этих импульсов было больше длительности переходных процессов в ключе.

2.2.2. ДИОДНО-РЕЗИСТОРНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ (ДЛ)

Схема

Типовая схема диодного логического элемента (ДЛ) со мно­ гими т входами приведена на рис. 2.10. В этой схеме так же, как в одновходовом ключе, через Доп и ROB обозначены эквивалентные

73

Как и в случае элементарного ключа, возможны три стацио­

Если на все входы поданы высокие потенциалы Е 1 (код 1), то ПОТ6НЩІЭЛ На ВЫХ0Д6 £/вых == U1 будет высоким (код 1); если хотя бы на один из входов, например е2, подан низкий потенциал Е°

ней) и функцию ИЛИ для отрицательных сигналов (низких уров­ ней). Естественно, что при изменении полярности включения дио­ дов (и при Е ] > Е0и > Е°) та же схема окажется схемой ИЛИ для положительных сигналов и схемой И — для отрицательных.

Быстродействие схемы ДЛ определяется длительностью пере­ ходных процессов, обусловленных инерционностью диодов при переключении последних, и паразитными емкостями монтажа, на­ грузки и т. п.

Рассматриваемая m-входовая переключательная схема может работать с управляющими сигналами, заданными в форме потен­ циалов (уровней напряжения) или в форме импульсов; в послед­ нем случае из-за того, что длительность зацепления (т. е. дли­ тельность временного совпадения) входных импульсов может быть малой, учет длительности переходных процессов в схеме является существенным.

Статические режимы

Пусть выполняется условие (2.20); определим уровень напря­ жения «вых на выходе ДЛ [в точке А (рис. 2.10)] при условии, что

будут открыты и потенциал на выходе будет низким U0, вследствие чего диоды в k ветвях будут заперты.

74

По методу узловых потенциалов можно записать, что выходное напряжение, зависящее от числа k запертых и I отпертых диодов,

75

где и т — Д1— Е° — амплитуда входных перепадов.

При заданных (ДИвых)макс, параметрах диода, сопротивлениях генераторов напряжения е,- и числе входов т можно из ф-лы (2.29) определить требуемую амплитуду Umвх управляющих перепадов. Но чаще всего требуется определить величину R0 и допустимое число

гпыакс входов. Последнее можно оценить из условия ( т макс—1 ) - ^ - <

Представляют интерес токи, нагружающие источник управляю­ щих перепадов и источник смещения До-

76