Файл: Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры.pdf

Так, в случае

использования элементов,

реализующих

функции

И Л И — Н Е минимизированное в ы р а ж е н и е

д л я выходов

при четы­

рех входных переменных имеет вид:

"її 1 аІ2

, К /Ч

аіі

(3-12)

В соответствии

с выражением

(3-12) д л я выполнения

заданной

или

более

группы;

б)

внутри

к а ж д о й

группы

выполнить

опера­

цию

И Л И — Н Е

на д инверсиями входных переменных; в)

получить

инверсию выходных

сигналов

к а ж д о й

из групп;

г) выполнить

опе­

р а ц и ю И Л И — Н Е

д л я

всех

пар

или более значений выходных сиг­

налов групп.

Схема

выхода

д е ш и ф р а т о р а

для комбинации входных перемен­

у=х,х2х3х*

ных

у=ХіХ2ХзХі,

построенная

по

приведенным

правилам,

представ­

лена на рис. 3-19.

П р и

использовании

элементов

И — Н Е минимизированное

выра ­

жение

д л я

выходов

при

четырех

входных

переменных

имеет вид:

Уі ~ Х\

Х2

Х3

(3-\3)

3-19. Схема выхода

дешиф -

*

'

ратора

для

комбинации

входных

П р и этом непосредственно на

ПеремеННЫХ

y = X\XzXiXiL

выходе

дешифратора

получаются

инверсные

сигналы

yjt

которые,

в случае

необходимости,

могут

быть

дополнительно

проинвертированы.

Ход выполнения

опера­

ции

аналогичен

ходу

выполнения

в системе

И Л И — Н Е

за

исклю­

чением того, что производится

операция

И — Н Е .

В системе И — Н Е и И Л И — Н Е

имеем

Уі

•х1

х2

л3

л4

(3-14)

или

(3-14а>

Отличие хода выполнения операции в этой системе от преды­

дущих состоит

в

том, что на

первой

ступени

производится

опера­

ция

И — Н Е ( И Л И — Н Е ) ,

а

на второй — И Л И — Н Е

( И — Н Е )

без

промежуточной

инверсии.

В системе И

имеем

УІ

Х \

Х2

Х3

Х4

(3-15)

В системе И Л И имеем

-

(3-16)

национных узлов

необходимы различного рода ф о р м и р у ю щ и е и

и в р е м я з а д а ю щ и е

схемы. К числу таких

схем относятся схемы вы­

деления фронтов

импульсов, схемы з а д е

р ж к и импульсов, формиро ­

стройку его, что в конечном

счете ведет

к у д о р о ж а н и ю

прибора и

с н и ж е н и ю его надежности .

Всего этого

можно

в значительной

мере и з б е ж а т ь ,

используя

д л я построения

таких

схем

логические

элементы . Пр и

этом коли­

чительно у п р о щ а е т с я изготовление и настройка

прибора .

Р а с с м о т р и м принципы построения ф о р м и р у ю щ и х

и в р е м я з а д а ю ­

щих схем на примере диодно - транзисторных

логических элементов,

р е а л и з у ю щ и х операцию И — Н Е .

В табл .

3-2

представлены

основ­

ные типы

р а с с м а т р и в а е м ы х схем,

работа

которых

поясняется

вре­

менными

д и а г р а м м а м и .

В а ж н ы м п а р а м е т р о м формирующих схем

является величина

ем­

кости на

единицу длительности

формируемого

импульса. В

общем

с л у ч а е длительность формируемого импульса

tu

связана с

величи­

ной емкости выражением вида:

t„ = t0 + aC,

(3-17)

где t0— некоторая постоянная

длительность

(нсек),

о п р е д е л я е м а я

з а д е р ж к о й включения или выключения вентиля в зависимости

от

вида схемы; С — емкость (пф);

а — постоянный

коэффициент. Ве­

личина коэффициента а зависит как от

типа

логических

элемен­

тов, та к и от схемы включения

емкости в ф о р м и р у ю щ у ю цепь.

чения

примерно от 1 до 2. Д л я

схемы

№ 2 в табл . 3-2

а~2—3.

Не

менее в а ж н ы м является

такой

параметр схем, ка к

время

включения

емкости. Так, например, д л я

схемы № 1 в

т а б л . 3-2

отношение

времени

паузы м е ж д у двумя последовательными запус ­

ками

схемы

ко времени з а д е р ж к и переднего фронта tn/t3^Q,2.

Д л я

схемы

№

2

в табл .

3-2 отношение времени паузы к длительности

ta сформированного

импульса

ijtam4.

Таким

образом,

д л я одной

и той ж е

формируемой

длитель ­

ности

в

схеме

№

1 требуется

б о л ь ш а я

величина

емкости,

чем

в схеме №

2. Н о время восстановления первой схемы

о к а з ы в а е т с я

значительно меньшим. Это обстоятельство

необходимо

учитывать

при выборе

вида

схемы на практике. Р а с с м а т р и в а е м ы е

схемы

( № 1

и 2) представляют

собой элементарные схемы, с помощью которых

конденсатор С подключен к расширительному входу

логического

элемента по И. Принципиально конденсатор

может

включаться

и

на обычный вход логического элемента

И — Н Е ,

но при этом

воз­

растает время восстановления и несколько уменьшается

коэффи ­

циент а,

что потребует использования больших

емкостей.

В схеме № 2 сопротивление R д о л ж н о выбираться

достаточно

большим, т а к чтобы падение

н а п р я ж е н и я

на нем от тока,

протекаю ­

щего через диод схемы И логического элемента в исходном

состоя­

нии, н а д е ж н о о т к р ы в а л о

транзистор элементов, но это

сопротивле ­

ние не д о л ж н о быть слишком большим,

чтобы

не увеличить

в р е м я

восстановления схемы. Обычно величина R = 4—7

ком.

Следует отметить,

что если на практике

не п р е д ъ я в л я е т с я

очень

жестких

ограничений

по величине емкости,

то лучше

использовать

ф о р м и р у ю щ и е и в р е м я з а д а ю щ и е схемы, построенные

на основе

эле ­

ментарной схемы

№

1. В этой схеме, помимо

малого

времени

вос­

становления, отсутствует

отрицательный

выброс

в момент

в ы к л ю ­

чения, что благоприятно

сказывается на долговечности

логического

элемента .

б

И з

двух схем

растягивания импульса

(№ 5, табл . 3-2)

схема

предпочтительнее, т а к ка к д л я нее а = 1-=-2, а д л я первой схемы

а —

коэффициент а = 0,34-0,6. Кроме того, время восстановления

первой

схемы

примерно в полтора

р а з а больше, чем у второй.

В

схеме одновибратора

( № 4, табл .

3-2)

потребуются

б о л ь ш и е

значения емкостей, чем в схеме № 6. Однако время

восстановле­

ния первой схемы более чем на порядок меньше.

П р и

выборе

схемы

на практике,

кроме

учета сказанного

выше,

следует

иметь

в виду,

что схема

№

4 неинвертирующая,

а

схема №

6 — инверти­

р у ю щ а я

и обеспечивает

непосредственно

на

выходе

единичный

импульс.

Схемы формирования з а д е р ж а н н о й

серии

импульсов

( №

8,

табл . 3-2) примерно равноценны. Схема

а

обеспечивает

независи­

мую

регулировку

величины

з а д е р ж к и

и

длительности

выходной