Файл: Видершайн, М. Н. Производственный контроль параметров элементов цифровой автоматики.pdf

2. Основные Параметры и требований, предъявляемые к устройствам цифровой автоматики

Основные параметры элементов цифровой автоматики определяют их технологические и эксплуатационные свойства. К ним в первую очередь относятся электрические параметры и параметры, отра­ жающие конструктивные, технологические и эксплуатационные показатели. Элементы цифровой автоматики работают, как пра­ вило, в импульсном режиме. Основные параметры сигналов раз­ личной формы показаны на рис. 1— 3. На рис. 1 и 2 приведены сигналы прямоугольной и треугольной формы, на рис. 3 — по­ тенциальные сигналы.

Импульсными сигналами прямоугольной, треугольной или другой формы называются сигналы, длительность которых опре­ деляется особенностями схемы и заранее определена во вре­ мени.

В отличие от импульсных сигналов длительность потенциаль­ ных сигналов определяется последовательностью входных им­ пульсов и может меняться при изменении времени между двумя следующими друг за другом входными импульсами.

Примером устройства, на выходе которого вырабатываются потенциальные сигналы, является статический триггер.

В зависимости от типа транзисторов (р—п—р или п— р— п) на коллекторы транзисторов триггера подается соответственно отрицательный или положительный полюс источника питания и заземляется противоположный. На рис. 3, а показан потенциаль­ ный сигнал с заземленным положительным полюсом, а на рис. 3, б — с заземленным отрицательным полюсом.

Для обеспечения унификации в определении основных пара­ метров потенциального сигнала вне зависимости от его полярности они определяются как показано на рис. 3.

Рис. 1. Импульс прямоугольной формы

14

Рис. 2. Сигнал треугольной формы

а)

Рис. 3- Параметры потенциального сигнала

Импульсы прямоугольной формы (рис. 1) определяются сле­ дующими параметрами:

U00 — начальным уровнем импульса, т. е. установившимся значением потенциала, соответствующим статическому состоянию элемента;

Um— амплитудой Сигнала, т. е. напряжением между уровнем 0-0 и уровнем, определяемым точкой пересечения плоской вершины импульса с его фронтом;

U„ с р— средней амплитудой сигнала;

Vтmax — максимальной амплитудой сигнала, т. е. напряже­ нием между уровнем 0-0 и уровнем Ummах, проходящим через вершину выброса фронта;

Ummln — минимальной амплитудой сигнала, т. е. напряже­ нием между уровнем 0-0 и уровнем Ummln, определяемым точкой В

(см. рис. 1); £/д — спадом вершины выходного импульса. Он определяется

как разность потенциалов между точкой пересечения плоской вер­ шины импульса с его фронтом (точка А) и точкой пересечения плоской вершины импульса с его спадом (точка В);

Uбф — выбросом фронта импульса. Он измеряется от уровня, определяемого точкой пересечения плоской вершины импульса с его фронтом (точка А) до уровня i/OTmax;

U6c — выбросом спада импульса. Он измеряется от началь­ ного уровня 0-0 до уровня Ox-Oj.

При идеальной форме прямоугольного импульса некоторые напряжения равны между собой

У т~ Umcp ~ U т max == U тmini

тн — длительность импульса; Тф — длительность фронта импульса — время уменьшения сиг­

нала по абсолютной величине; тс — длительность спада импульса — время увеличения сиг­

нала по абсолютной величине.

Импульсы пилообразной формы определяются следующими параметрами (рис. 2):

Uт— амплитудой сигнала;

ти — длительностью импульса;

tnр — временем прямого хода пилообразного импульса; to6p — временем обратного хода пилообразного импульса.

Потенциальные сигналы (рис. 3) имеют следующие параметры: U3— высокий уровень — большее алгебраическое значение

потенциального сигнала;

Un•— низкий уровень — меньшее алгебраическое значение потенциального сигнала;

^вкл — время включения — время уменьшения сигнала по абсолютной величине;

^выкл — время выключения — время увеличения сигнала по абсолютной величине;

1§

Aiep — время переключения — наибольшее значение из tBhKn

и*вкЛ;

—длительность фронта;

tc — длительность спада;

— время задержки фронта; t3C— время задержки спада; Um— амплитуда импульсов.

Основные электрические параметры, определяющие качество отдельных типов функциональных узлов цифровой автоматики, которые необходимо измерять и контролировать при их испыта­ ниях, приведены в табл. 2.

Технические требования. В технической документации на эле­ менты цифровой автоматики устанавливают, помимо электриче­ ских параметров, требования к конструкции, устойчивости при механических и климатических воздействиях, надежности, дол­ говечности и сроку службы.

Конструкция элементов цифровой автоматики выполняется в соответствии с утвержденной технической документацией. Исход­ ные материалы и печатные платы должны соответствовать требо­ ваниям ТУ, нормалей и ГОСТов на них.

Комплектующие элементы применяются в условиях и режи­ мах, установленных технической документацией.

Для повышения надежности изделий комплектующие элементы рекомендуется применять в облегченных режимах. Функциональ­ ные элементы и печатные платы выпускаются унифицированных размеров. Их конструкция должна обеспечивать возможность ме­ ханизации и автоматизации процесса изготовления и техно­ логического контроля. На платах размещаются контрольные точки, причем допускается совмещение их с выходными кон­ тактами.

Платы, печатные проводники, места пайки элементов и невлаго­ стойкие элементы защищаются от воздействия влаги. Конструк­ ция, расположение и крепление выводов на плате должны обеспе­ чивать удобное и надежное механические и электрические соеди­ нение с другими функциональными элементами схемы. Выводы конструируются таким образом, чтобы обеспечивалась возмож­ ность их перепайки, а также выдерживание без механических повреждений и нарушений электрического контакта растягива­ ющих усилий, направленных по оси вывода, изгибающих усилий и изгиба.

Устойчивая работа электрической схемы устройства обеспе­ чивается при применении комплектующих элементов и радиодеталей без их специального отбора. Элементы данного типа, работающие в схеме, взаимозаменяемы без электрической под­ стройки. Допустимые отклонения параметров элементов питающих напряжений от их номинальных значений устанавливаются, исходя из возможности взаимозаменяемости элементов ..охемьь , В технической документации на изделие указываете** величина

18

са длительность спада импульса

минимальная амплитуда им­ пульса максимальная амплитуда им­ пульса

Максимальная величина лож­ ного сигнала

20