Быстродействие устройства

Основными параметрами ИМС компараторов наряду с параметрами, характеризующими ОУ, являются чувствительность (точность, с которой различаются входные сигналы и опорное напряжение), быстродействие (определяется временем задержки срабатывания и временем нарастания сигнала), нагрузочная способность. Конкретные значения параметров определяются схемотехническим построением ИМС компараторов.

Быстродействие инвертора оценивается средней задержкой /Зд ер = O.S^1-0 + t°-1). Так как /Са.нас» /Сп(0), то г°-'> Р'° и 4д.сР« О.б/"-1, т. е. быстродействие определяется временем перехода вы-

1) наибольшее быстродействие определяется наименьшей инерционностью датчиков и составляет примерно 102 измерений в секунду;

Высокая чувствительность электронных устройств обеспечивается с помощью различных усилительных схем. Быстродействие определяется сймой природой электрических колебаний. Этот параметр неуклонно повышается в связи с микроминиатюризацией элементов и устройств в целом. Универсальность обусловлена возможностью преобразования всех видов энергии (механической, тепловой, световой, звуковой, лучистой) в электрическую энергию, на изменении и преобразовании которой основано действие всех электронных схем.

Важным параметром магнитных усилителей является также их быстродействие, т. е. скорость установления выходного напряжения при подаче сигнала управления. Так как выходное напряжение и ток определяются значением угла насыщения а, а он зависит от начального потока Ф0, то в конечном итоге быстродействие определяется скоростью установления потока Фо. Установление потока Ф0 происходит по показательному закону с постоянной времени Т:

которая сокращается с уменьшением ускоряющей емкости С. Однако при этом возрастает продолжительность фронта выходного импульса. Оптимальное значение ускоряющей емкости, обеспечивающее максимальное быстродействие, определяется формулой

Основным показателем большинства ИМС является быстродействие т. Для цифровых ИМС быстродействие определяется параметром 4.ср. Повышение быстродействия ИМС связано с ростом потребляемой мощности Р. Установлено, что для данного уровня технологии Рт=const. Этот вывод иллюстрирует 1.9, на котором приведены параметры стандартных серий ИМС, выпускаемых как отечественной промышленностью, так и за рубежом. Цифры около значков обозначают тип логики: / — РТЛ; 2—-ДТЛ; 3 — ТТЛ; 4 — ТЛПТ (ЭСЛ); 5 — непороговая транзисторная логика. Как видно из 1.9, величина &E—Pt, представляющая собой энергию, затрачиваемую внешним источником за одно переключение ключевого логического устройства, составляет ~ 1(Н0 Дж, причем эта энергия меняется незначительно при изменении типа логики.

Важным параметром магнитных усилителей является также их быстродействие, т. е. скорость установления выходного напряжения при подаче сигнала управления. Так как выходное напряжение и ток определяются значением' угла насыщения а, а он зависит от начального потока Ф0, то в конечном итоге быстродействие определяется скоростью установления потока Ф0. Установление потока Ф0 происходит по показательному закону с постоянной времени

От ЭМУ требуется также большое быстродействие работы, т. е. быстрое изменение Рвых при изменении Рвх. Быстродействие определяется электромагнитными постоянными времени обмоток ЭМУ:

От ЭМУ требуется также большое быстродействие работы, т. е. быстрое изменение Рвых при изменении Рвх. Быстродействие определяется электромагнитными постоянными времени обмоток ЭМУ:

Быстродействие. Временные характеристики микросхем КМОП зависят от сложности устройства, напряжения питания, емкости нагрузки и температуры кристалла. В емкость нагрузки входит выходная емкость данной микросхемы, емкость монтажа и входные емкости всех последующих микросхем. Максимальное быстродействие определяется в первую очередь временем перезаряда паразитных емкостей.

схем между собой и с дискретными элементами. Так, например, цифровая ОИС К249ЛП1 ( 9.11) представляет собой объединенные в одном корпусе диодный оптрон и сложный инвертор на базе ИМС серии 155. Управление осуществляется входным током светодиода оптрона /вх, наличие или отсутствие которого обусловливает появление на выходе напряжения ?/„ых высокого (логическая «1»), либо низкого (логический «О») уровня. Высокое быстродействие устройства, практически идеальная развязка между входом и выходом, а также наличие на выходе стандартного перепада напряжений позволяют при согласовании обойтись без дополнительных устройств.

К динамическим параметрам относятся: /01 — время перехода из состояния логического 0 в состояние логической 1; I10 — время перехода из состояния логической 1 в состояние логического 0; 'з.ср— среднее время задержки: tt-ep — (tol + tlo)/2. Параметр ?3.ср характеризует среднее время выполнения логических операций, т. е. быстродействие устройства.

Уничтожение инжектированных носителей путем рекомбинации происходит за большое время, превышающее время жизни неосновных носителей. Если, не дожидаясь конца этого процесса, снова подать напряжения на затворы элемента, то оставшиеся носители собираются потенциальной ямой, что недопустимо. Таким образом, быстродействие устройства оказывается низким. Кроме того, расстояние между соседними ячейками должно быть больше диффузионной длины неосновных носителей. Иначе часть инжектированного из ячейки заряда будет собираться соседними ячейками, что ухудшит разрешающую способность ФПЗИ. По этой причине приборы, созданные на однородной подложке, имеют недостаточно высокую плотность элементов.

Немеханические устройства обеспечивают существенное повышение скорости вывода данных в вычислительных системах. В этих устройствах используются различные физические методы регистрации знаковой информации — ксерографической, электрохимический, термический, искровой и др. На этой основе удается на несколько порядков увеличить скорость вывода данных по сравнению с электромеханическими печатающими устройствами. Все же, несмотря на высокое быстродействие, устройства подобного типа употребляются сравнительно редко из-за сложности их эксплуатации, высокой стоимости и низкой надежности. Широкое применение в качестве устройств вывода находят также графопостроители, поскольку в ряде случаев информацию в виде графика понять значительно легче, чем напечатанную в виде таблиц. Особенно необходимы графопостроители при автоматизации проектирования. Графопостроители в этом случае рисуют на бумаге чертежи и электрические схемы изделий, спроектированных на ЦВМ, а также рисуют на стекле фотооригиналы плат или панелей разрабатываемых с помощью ЦВМ но-• вых электронных изделий.

Последовательное выполнение операций уменьшает быстродействие устройства, но оно практически неограниченно увеличивает его функциональные возможности. Однако для практического использования МП должен быть снаб-

Синхронные триггеры кроме информационных входов имеют еще вход синхронизации (С-вход). Изменение состояния синхронных триггеров может происходить в соответствии с сигналами на информационных входах только при подаче тактирующего импульса на С-вход. Обычно тактирующие импульсы подаются от специального генератора импульсов, общего для всего дискретного устройства, в котором используются синхронные триггеры. Действие такого устройства будет происходить последовательно по тактам; длительность каждого такта, а следовательно, быстродействие устройства, будет определяться параметрами (настройкой) генератора импульсов.

х (/) берутся отсчеты (мгновенные значения), которые следуют через определенный временной интервал Т, называемый тактовым интервалом. Согласно теореме Котельникова, если сигнал имеет ограниченный спектр, т. е. все его спектральные составляющие имеют частоты не выше некоторой частоты Ртях, то для восстановления аналогового сигнала из последовательности его дискретных значений тактовый интервал должен удовлетворять условию Г< 1 (2Fmax). Сущность операции квантования состоит в следующем. Создается сетка так называемых уровней квантования, смещенных друг относительно друга на величину, называемую шагом квантования, каждому уровню квантования приписывается порядковый номер (О, I, 2, 3, ,..), Полученные в результате дискретизации отсчеты заменяются ближайшими к ним уровнями квантования. Так, на 8.1 отсчет в момент („ заменяется ближайшим к нему уровнем квантования с номером 3, а взятый в тактовый момент /I отсчет - ближайшим к нему уровнем квантования с номером 6 и т. д. Очевидно, процесс квантования вносит погрешность в представление значений сигнала. Однако выбором достаточно малого шага квантования эту погрешность можно снизить до допустимых значений. Таким образом, последовательность отсчетов сигнала в процессе квантования преобразуется в последовательность соответствующих чисел (номеров уровней квантования). Для представленного на 8.1 сигнала эта последовательность чисел: 3, б, 7. 4, 1, 2 и т. д. Наконец, в процессе операции кодирования числа этой последовательности представляются в определенной системе счисления, например двоичной Преобразование сигналов из аналоговой формы в цифровую осуществляется устройствами, называемыми аналого-цифровыми преобразователями (АЦП). Одним из основных параметров АЦП является количество разрядов в выдаваемых данных, характеризующее точно сть представления отсчетов в цифровой форме; другой его важный параметр — • время преобразования (максимальный интервал времени между началом проведения операции по преобразованию одного отсчета и готовностью выходных цифровых данных), определяющее быстродействие устройства преобразования.

новное значение приобретает его быстродействие, от которог© зависит и быстродействие устройства, работающего на параметренах. Необходимо по возможности повысить скорость нарастания амплитуды при каждом запуске параметрона.

В связи с таким информационным назначением параметрона основное значение приобретает его быстродействие, от которого зависит и быстродействие устройства, работающего на параметронах. Необходимо по возможности повысить скорость нарастания амплитуды при каждом запуске параметрона.

К динамическим параметрам относятся: ?01—время перехода из состояния логического 0 в состояние логической 1; /10 — время перехода из состояния логической 1 в состояние логического 0; ?з.ср — среднее время задержки: t3cp — {t0i + ti0)j2. Параметр Г3,ср характеризует среднее время выполнения логических операций, т. е. быстродействие устройства.

Последовательное выполнение операций уменьшает быстродействие устройства, но оно практически неограниченно увеличивает его функциональные возможности. Однако для практического использования МП должен быть снаб-