Не п — число открытых диодов (число входов);
R0 Пір 4“ ^вх •
Пусть иа первый вход в момент t\ подается положи тельный импульс с амплитудой, превышающей э.д.с. источни ка Е. Этот импульс выделяется на сопротивлении А?вх1. Потен циал катода диода при этом будет превышать потенциал ано да, диод Д1 запирается. Напряжение на выходе после прихода одного входного сигнала (запирании одного диода) можно определить по формуле
£ ____. |
Ro |
_ ____£Ro__ |
(12.2) |
Ro |
п - 1 |
(п — 1) R |
' |
п — 1 |
|
|
|
где п— 1 — число открытых диодов. |
|
|
Напряжение на выходе |
при этом возрастает и образуется |
импульс помехи (рис. 12.10). Амплитуда напряжения помехи при подаче на вход одного сигнала равна
|
|
О 2-3) |
Подставляя в это уравнение выражения |
(12.1) и (12.2), полу |
чим |
|
|
Uпом 1 |
R |
(12.4) |
|
■ |
При увеличении числа входных импульсов потенциал на вы ходе растет и напряжение помехи увеличивается. При поступ лении входных импульсов на все входы, кроме одного, потен циал на выходе будет равен
|
и„ |
Е |
ERo |
(12.5) |
|
Ro- |
R |
|
R |
+ Ro |
|
|
На ’■выходе при этом |
создается |
максимальная |
помеха, |
|
амплитуду которой можно найти по формуле |
|
|
Üп |
= и„ |
и п |
( 12. 6) |
|
Подставляя в это уравнение формулы (12.5) и (12.1)_ по |
|
лучим |
|
|
|
|
і/„ |
п |
ERo |
(12.7) |
|
~R |
|
|
|
При подаче входных импульсов на вес п входов одновре менно все диоды закроются. В цепи будет протекать ток че рез R и /?„. На выходе напряжение будет равно
E R ( 12. 8)
пR + Rn '
Импульс па выходе, создаваемый при подаче сигналов одновременно на все входы, является полезным сигналом. Амплитуда полезного сигнала
|
LUM l O . 'l =------ (U- / п — tU- y О ^ F -----Ң — |
» |
(12.9)V 1 *- * * / |
так как |
Uп > U0. |
|
коэффициент |
Для |
характеристики конъюнктора вводится |
|
различимости р, под которым понимают отношение амплиту ды напряжения полезного сигнала на выходе устройства к ам
плитуде максимальной |
помехи. Из формул |
(12.7) и (12.9) |
получим |
|
|
|
|
|
и„ |
п — 1 |
R |
|
R» |
( 12. 10) |
|
Rn |
R |
+ Ru |
|
|
Как видно из формулы (12.10), для увеличения ? необхо димо увеличивать R и Rn. Однако увеличение R и R„ при водит к уменьшению быстродействия. Кроме того, Ru часто является входным сопротивлением следующего логического устройства и не может быть большим. Поэтому в конъюнкторах на диодах и резисторах трудно обеспечить большую ам плитуду выходного сигнала и большие значения р, что яв ляется одним из недостатков этого конъюнктора.
Быстродействие диодно-резисторного конъюнктора
Обычно в логических устройствах длительность импульсов tn принимается равной длительности паузы /п и половине пе риода следования
Г_
t u = t п = 9 '
При этом быстродействие устройства можно оценивать мини мальной длительностью импульса tn и минимальным перио дом следования Т, при которых устройство работает нор мально.
Быстродействие конъюнктора ограничивается длитель ностью переходных процессов заряда и разряда паразитной емкости (рис. 12.9), которая составляет сумму емкостей мон тажа, входа следующего каскада и диодов:
сп = с м + Свх -I Сд = (10 - f 30) пФ .
Для нормальной работы конъюнктора необходимо, чтобы переходные процессы заканчивались за время, равное длитель ности входного импульса или промежутка между импульсами. При запирании диодов входными импульсами возникает про цесс заряда емкости Сп. Постоянная времени заряда равна
|
. |
_ |
г |
R R |
|
3 |
- |
- |
я + я, |
Длительность фронта нарастания выходного импульса при |
/?н » |
равна |
|
|
|
|
t i = 3 т3 - |
3 Сп |
- 3 CtlR. |
Длительность /„ должна удовлетворять условию
tu == 3 C„R ,
т. е. переходный процесс должен закончиться к концу импуль са. Отсюда найдем R, удовлетворяющее условию заданного быстродействия
После открывания диодов формируется спад выходного им пульса, длительность которого определяется разрядом конден сатора Сп через открытые диоды. Длительность спада выход ного импульса определяется соотношением
Эта |
величина мала по сравнению с |
и может не учи |
тываться при расчете быстродействия. |
|
Достоинства и недостатки диодно-резисторного конъюнктора |
Достоинствами устройства являются: |
|
1) |
простота и надежность, обусловленные простотой и на |
дежностью диодов и резисторов;
2)большое быстродействие устройства, связанное с боль шой скоростью переключения диодов;
3)возможность использования импульсных и потенциаль ных сигналов.
Недостатком устройств является трудность согласования их между собой.
3.Конъюнктор на диодах и трансформаторах
Вкачестве ключевых элементов в этом устройстве исполь зуются диоды, в качестве согласующих элементов — транс форматоры. Принципиальная схема логического конъюнктора (устройство «И») приведена на рис. 12.11. Трансформаторы
Трі и Тр2 служат для подачи входных импульсов, ТрЗ — для передачи выходных импульсов, диоды Д1, Д2 — ключевые эле менты, R — ограничительное сопротивление. Цепочка R-ДЗ служит для устранения паразитных колебаний в контуре, об разованном индуктивностью трансформатора и межвитковой емкостью.
Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, приведены на рис. 12.12. В исходном состоянии цепи через ограничительное сопротивление R протекает ток
ік = Лі |
Е |
( 12. 12) |
R V |
—пг- |
|
п |
где п — число входов схемы. |
|
Рис. 12.12
При расчете тока пренебрегаем малым активным сонро давлением обмоток трансформаторов R/,
В момент t\ на первый вход схемы подается отрицательный импульс, диод Д1 запирается. Ток через ограничительное со противление и первичную обмотку ТрЗ уменьшится и будет равен
і к = 1 ' = |
----------—г------ . |
(12.13) |
|
R + -~ ^,р |
|
|
п — 1 |
|
На выходе схемы создается импульс помехи |
|
tf„0M = |
М ~ ~ ^ м A - Z 1 , |
(12.14) |
Iде
М — коэффициент взаимной индукции; А/ = / 0—Г — изменение тока при запирании одного диода;
Аt — время перемагничиваиия сердечника трансформатора. В момент U подается входной импульс на второй вход и происходят процессы, аналогичные процессам в момент t\. В момент h подаются входные импульсы одновременно на все входы. Ток через R и входную обмотку трансформатора ТрЗ
прекращается. На выходе схемы создается полезный сигнал
U ™ = |
M |
T t = |
м - & ■ |
02,15) |
Так как R > гпр 4- Rr. |
то изменение тока при поступле |
нии сигнала только на один вход невелико, т. е. /0 |
— /', |
поэто |
му уровень помехи в этом устройстве мал. |
|
|
По форме выходной |
импульс |
з конъюнкторе |
рис. |
12.11 |
представляет собой полусинусоиду, так как при скачкообраз ном изменении тока Ir происходит ударное возбуждение кон тура, состоящего из индуктивности выходной обмотки и межЕитковой емкости, и выходной импульс представляет собой на пряжение на емкости контура при свободных колебаниях.
При создании положительной полуволны напряжения на выходе диод ДЗ заперт. При изменении полярности напряже ния диод ДЗ открывается и шунтирует выходную обмотку, устраняя паразитные колебания в выходной цепи схемы.
Достоинства конъюнктора на диодах и трансформаторах:
1)низкий уровень помех вследствие малого сопротивления обмотки трансформатора и открытого диода;
2)простота согласования благодаря применению транс форматоров;
3)простота инвертирования сигналов;