Osnovi elektronike

18.03.2015 Views

između stanja logičke nule i logičke jedinice. Drugo, nivo logičke nule nije jednak 0 V, a nivo logičke jedinice nije jednak naponu napajanja. Detaljnijim posmatranjem sl. 11.10, na karakteristici prenosa se mogu uočiti tri karakteristične oblasti. Prva je oblast niskih ulaznih napona gde je vu < VIL, vi ≈ VOH . Druga predstavlja prelaznu zonu gde je V IL < vu < VIH . Treća je oblast visokih ulaznih napona, gde je vu > VIH , vi ≈ VOL . Granični naponi na karakteristici prenosa V IL i V IH su definisani tačkama gde je apsolutna vrednost nagiba tangente na karakteristiku jednaka jedinici. U prelaznoj zoni nagib karakteristike je znatno veći od jedinice i logičko kolo radi kao nelinearni pojačavač. U toj se oblasti rada logičko kolo normalno nalazi samo tokom promene logičkog stanja na izlazu. Dakle, napon V IL predstavlja maksimalni dozvoljeni napon na ulazu koji će se tretirati kao logička nula, odnosno to je maksimalni dozvoljeni napon logičke nule na ulazu. Slično tome napon V IH predstavlja minimalni dozvoljeni napon logičke jedinice na ulazu. Naponski nivo V OL predstavlja maksimalni nivo logičke nule na izlazu, dok napon V OH predstavlja minimalni nivo logičke jedinice na izlazu logičkog kola. Vi V OH NAGIB = -1 V OL V IL V IH Vu Slika 11.10 Realna karakteristika prenosa invertora. Uobičajeno je da u složenim digitalnim kolima izlaz jednog logičkog kola pobuđuje ulaze narednih logičkih kola. Da bi ceo niz ispravno funkcionisao neophodno je da budu zadovoljeni uslovi V OL < VIL i V OH > VIH . Izvedena analiza karakteristike prenosa realnog invertora direktno se može primeniti i na karakteristike NI i NILI kola. Neinvertorska logička kola, kao što su I i ILI kola, imaju karakteristiku prenosa sa pozitivnim nagibom tangente, za koju je sprovedena analiza sa malim izmenama isto tako primenljiva. 11.3.2 Margine šuma Pojam šuma kod digitalnih kola nema isto značenje kao kod analognih kola. Kod digitalnih kola šum je neželjena promena napona čvorova gde su bitni logički nivoi, tzv. logičkih čvorova. Ako je amplituda šuma na ulazu logičkog kola mala, izlaz će biti ispravan, tj. neće postojati prostiranje šuma kroz sistem kao kod analognih kola. Ako je pak amplituda neželjene promene na ulazu nekog logičkog kola velika, ona može izazvati logičke greške. Pod pojmom margine šuma podrazumeva se dozvoljena promena naponskog nivoa na ulazu logičkog kola koja neće izazvati neželjenu promenu na izlazu. Kako amplituda dozvoljene promene nivoa zavisi i od logičkog stanja na ulazu, postoje dve margine šuma, za logičku jedinicu i logičku nulu. 104

Sa sl. 11.11 može se uočiti da je margina šuma za logičku jedinicu : a za logičku nulu: NM1 = VOH − VIH (11.25) NM 0 = VIL − VOL (11.26) v i v u V OH NM1 V IH V OL NM 0 V IL Slika 11.11 Definicija margina šuma za logičku nulu i logičku jedinicu. Zbog neizbežnih tolerancija u proizvodnji integrisanih kola, proizvođači obično specificiraju vrednosti četiri karakteristična napona za najgori slučaj: V OH , VIH , VOL i V IL . Takođe, pošto je definisanje karakterističnih tačaka preko nagiba tangente nepogodno za merenje, koriste se sledeće praktične definicije četiri karakteristična napona: V OH - minimalni izlazni napon kada je izlaz u stanju logičke jedinice, V IH - minimalni ulazni napon koji će logičko kolo prepoznati kao logičku jedinicu, V - maksimalni izlazni napon kada je izlaz u stanju logičke nule, V OL IL - maksimalni ulazni napon koji će logičko kolo prepoznati kao logičku nulu. 11.3.3 Faktor grananja na izlazu i ulazu Ulazna impedansa realnog logičkog kola nikada nije beskonačno velika, a izlazna impedansa nikada nije jednaka nuli. Zbog toga se prilikom sprezanja logičkih kola, radi formiranja složenijih digitalnih mreža, pojavljuje problem opterećivanja izlaza. Faktor grananja na izlazu je broj ulaznih priključaka koji se mogu priključiti na izlaz, a da se ne naruše dozvoljene varijacije logičkih nivoa. Pri izračunavanju faktora grananja na izlazu može se uočiti da sva kola ne opterećuju podjednako prethodno kolo. Zato se u okviru svake familije logičkih kola definiše tzv. standardno opterećenje pomoću koga se određuje uticaj svakog ulaza na izlaz prethodnog kola. Faktor grananja na ulazu predstavlja broj nezavisnih ulaznih priključaka. U većini slučajeva ograničen je samo praktičnim razlozima, kao što su broj nožica na kućištu, male potrebe za kolima sa velikim brojem ulaza i sl., ali se kod nekih familija logičkih kola broj ulaza ograničava i zbog degradacije električnih karakteristika. 105

Sa sl. 11.11 može se uočiti da je margina šuma za logičku jedinicu :<br />

a za logičku nulu:<br />

NM1 = VOH − VIH<br />

(11.25)<br />

NM<br />

0<br />

= VIL − VOL<br />

(11.26)<br />

v i<br />

v u<br />

V OH<br />

NM1<br />

V IH<br />

V OL<br />

NM 0<br />

V IL<br />

Slika 11.11 Definicija margina šuma za logičku nulu i logičku jedinicu.<br />

Zbog neizbežnih tolerancija u proizvodnji integrisanih kola, proizvođači obično<br />

specificiraju vrednosti četiri karakteristična napona za najgori slučaj: V<br />

OH<br />

, VIH<br />

, VOL<br />

i V<br />

IL<br />

.<br />

Takođe, pošto je definisanje karakterističnih tačaka preko nagiba tangente nepogodno za<br />

merenje, koriste se sledeće praktične definicije četiri karakteristična napona:<br />

V<br />

OH<br />

- minimalni izlazni napon kada je izlaz u stanju logičke jedinice,<br />

V<br />

IH<br />

- minimalni ulazni napon koji će logičko kolo prepoznati kao logičku jedinicu,<br />

V - maksimalni izlazni napon kada je izlaz u stanju logičke nule,<br />

V<br />

OL<br />

IL<br />

- maksimalni ulazni napon koji će logičko kolo prepoznati kao logičku nulu.<br />

11.3.3 Faktor grananja na izlazu i ulazu<br />

Ulazna impedansa realnog logičkog kola nikada nije beskonačno velika, a izlazna<br />

impedansa nikada nije jednaka nuli. Zbog toga se prilikom sprezanja logičkih kola, radi<br />

formiranja složenijih digitalnih mreža, pojavljuje problem opterećivanja izlaza.<br />

Faktor grananja na izlazu je broj ulaznih priključaka koji se mogu priključiti na izlaz, a<br />

da se ne naruše dozvoljene varijacije logičkih nivoa. Pri izračunavanju faktora grananja na izlazu<br />

može se uočiti da sva kola ne opterećuju podjednako prethodno kolo. Zato se u okviru svake<br />

familije logičkih kola definiše tzv. standardno opterećenje pomoću koga se određuje uticaj<br />

svakog ulaza na izlaz prethodnog kola.<br />

Faktor grananja na ulazu predstavlja broj nezavisnih ulaznih priključaka. U većini<br />

slučajeva ograničen je samo praktičnim razlozima, kao što su broj nožica na kućištu, male<br />

potrebe za kolima sa velikim brojem ulaza i sl., ali se kod nekih familija logičkih kola broj ulaza<br />

ograničava i zbog degradacije električnih karakteristika.<br />

105

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!