Снижается быстродействие

Линия электропередачи предназначена для передачи электроэнергии от источника к потребителю. При больших расстояниях она выполняется в виде воздушной линии, в которой энергия передается по голым алюминиевым или сталеалюми-ниевым (иногда медным) проводам, подвешенным с помощью изоляторов к металлическим или железобетонным опорам. На территории городов, рабочих поселков, заводов снабжение потребителей осуществляется с помощью кабелей, проложенных в земле в траншеях или кабельных каналах. Воздушные линии в этих случаях представляли бы существенную опасность и создавали бы большие неудобства для транспорта и т. п.

Каждая компания создавалась как изолированная на территории отдельного штата, а электрические связи между территориями, обслуживаемыми разными компаниями, развивались слабо. Особенностью индустриальной модели энергетики США в отличие от российской модели является отсутствие единого управления режимами электростанций, расположенных на территории различных штатов. Ответственность за снабжение потребителей электроэнергией на территории каждого штата целиком возложена на компанию общего пользования — «паблик юти-лити» (Public Utility). В состав «паблик ютилити» входят электрические станции и распределительные сети. «Паблик ютилити» до сих пор занимает монопольное положение по снабжению электроэнергией своих потребителей на территории штата. Такая территория носит название френчайзной территории. Деятельность каждой «паблик ютилити» как монополии контролируется государством.

В современных условиях надежное снабжение потребителей электроэнергией возможно лишь при наличии в энергосистеме определенного резерва мощности, компенсирующего случайные события, приводящие к ее дефициту.

качество — снабжение потребителей энергией, отвечающей по своим показателям установленным нормативам*;

надежность — снабжение потребителей энергией без перерыва и без снижения ее качества длительнее, чем для данной системы и данного вида потребителей это предусмотрено соответствующими нормативами, устойчивое сохранение заданного режима (устойчивость);

экономичность — надежное снабжение потребителей энергией удовлетворительного качества при возможно меньших затратах средств на ее производство и передачу.

Линия электропередачи предназначена для передачи электроэнер-гиЕГЪ'т'источнйка "К потребителю. При больших расстояниях она выполняется в виде, воздушной линии, в которой энергия передается по голым медным,"алюминиевым или стале-алюминиевым проводам, подвешенным с помощью изоляторов к металлическим опорам. На территории городов, рабочих поселков, заводов снабжение потребителей осуществляется с помощью _кабелей, проложенных в земле в транше-

спорта энергетических ресурсов, а также линий электропередачи. В результате в стране действует система нефте- и газопроводов, обеспечивающих доставку топлива от крупнейших нефтегазоносных провинций на тысячи километров; сооружены магистральные линии электропередач большой протяженности. Все это определило возможность активного развития централизации энергоснабжения. Так, электроэнергетические системы вырабатывают в настоящее время около 98% общего производства электроэнергии в стране, объединены электрические сети на территории от западных границ СССР до Забайкалья. Единая газоснабжающая система обеспечивает до 90% потребителей, полностью централизовано снабжение потребителей нефтепродуктами и в значительной мере углем. Получили широкое развитие теплофикационные и теплоснабжающие системы.

Заданные функции объекта энергетики определяются, с одной стороны, его назначением, а с другой - самим фактом его создания. Заданными функциями, определяемыми назначением СЭ, является снабжение потребителей в необходимом количестве соответствующей продукцией (производимой энергией или энергоносителем - электроэнергией, теплом, газом, нефтью, нефтепродуктами и др.) требуемого качества. Заданной функцией, определяемой фактом создания СЭ, является недопущение ситуаций, опасных для людей и окружающей среды, которые могут возникнуть при различных аварийных условиях. Многофункциональность СЭ определяется не только приведенным перечнем функций (связанных в. том числе с многопродуктовостью), но и многоцелевым характером СЭ, т.е. тем, что СЭ предназначены для снабжения соответствующей продукцией множества (счетного) потребителей. Заданным перечнем функций системы может не предусматриваться выполнение некоторых возможных ее функций. Невыполнение незаданных функций не является проявлением ненадежности системы.

1. Вероятность того, что в системе за заданный период работы не будет наблюдаться перерывов в нормальном функционировании длительностью, большей допустимой. Этот показатель характеризует своеобразную инерционность системы, которая оказывается нечувствительной к сравнительно кратковременным перерывам нормального функционирования. В частности, это может наблюдаться в ГСС, если на время аварии газопровода снабжение потребителей может осуществляться за счет газа, накопленного в газохранилищах.

В соответствии с [6] под надежностью СЭС понимают ее свойство выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования. Применительно к СЭС в число ее основных функций входит бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией в необходимом количестве установленного качества. Под объемом выполнения функций понимают количественные показатели, характеризующие выполнение этих функций. Например, в объеме функции обеспечения качества электроэнергии входят поддержание всех ПКЭ на зажимах ЭП в пределах, установленных нормами. Надежность является сложным комплексным свойством и в зависимости от назначения объекта и условий функционирования (использования) может включать ряд единичных свойств (в отдельности или в сочетании), основными из которых являются: сохраняемость, долговечность, безотказность, ремонтопригодность, режимная управляемость, устойчивоспособность и живучесть. Часть единичных свойств надежности относится только к отдельным элементам (сохраняемость, долговечность), некоторые свойства характеризуют как отдельные элементы, так и их системы (безотказность, ремонтопригодность, режимная управляемость), некоторые могут быть отнесены только к системам (устойчивость, живучесть).

МОП-транзисторы. Это обусловлено стремлением получить максимальное быстродействие БИС. Обычно число п-ка-нальных ключей в составе БИС, определяющих предельную скорость обработки информации, значительно больше числа /7-канальных. При формировании тг-канальных транзисторов в карманах р-типа с достаточно высокой поверхностной концентрацией примеси падает подвижность электронов и соответственно снижается быстродействие n-канальных ключей.

Борьба с помехами нормального вида промышленной частоты 50 Гц в ЦВ уравновешивающего преобразования ведется с помощью фильтров во входной цепи. В качестве фильтров применяются двойные Т-образные мосты. Однако при этом существенно снижается быстродействие ЦВ. В ЦВ на основе двухтактного интегрирования эффективное подавление помехи нормального вида достигается путем выбора длительности первого такта интегрирования равным или кратным целому числу перио-

Коэффициент объединения по входу для схем РТЛ, ТЛНС и ЭСЛ зависит от числа входных транзисторов, а для схем РТЛ и от количества резисторов. Поэтому увеличение коэффициента п в схемах данного типа связано со значительным их усложнением. С ростом числа транзисторов увеличивается емкость коллектор — подложка и снижается быстродействие схемы.

Автоматизация такого процесса проектирования представляет собой довольно трудную проблему, которая в настоящее время решается преимущественно инженером с помощью подсистемы интерактивного проектирования (т.е. специальных технических средств, обеспечивающих режим диалога человека с ЭВМ). В тех случаях, когда важно сократить время выполнения проектных работ, разработка топологии БИС организуется таким образом, что сначала используются программы автоматической компоновки, размещения и трассировки схемы, большинство из которых решает эти задачи на основе простой упорядоченной структуры линейного размещения ячеек и трассировки соединений между ними по вертикалям и горизонталям опорной решетки коммутационных полей. В среднем площадь кристалла с такой топологией БИС оказывается на 20—50 % больше, чем при решении задач конструирования БИС человеком. Кроме того, у таких БИС иногда снижается быстродействие из-за возрастания длины соединительных цепей между ячейками. Чтобы устранить данные недостатки, после автоматического проектирования топологии БИС в ее конфигурацию конструктор вносит соответствующие коррективы, пользуясь подсистемой интерактивного проектирования.

1. Нагрузочная способность. Этот параметр характеризуется коэффициентом разветвления йраз и определяет число входов аналогичных элементов, которое может быть подключено к выходу ЛС. С увеличением нагрузочной способности расширяются возможности применения ЛС, но при этом ухудшаются некоторые параметры их: снижается быстродействие, помехоустойчивость, увеличивается потребляемая мощность.

По методу последовательного взвешивания, называемого иногда кодоимпульсным, можно строить ЦИП и АЦП высокой точности (погрешности ±0,001 %) при быстродействии несколько десятков измерений в секунду. Этот же метод используется при построении быстродействующих АЦП (104...10в преобразований) с погрешностью 0,5...0,1 % при основном пределе (без предварительных делителей и усилителей), как правило, равном 1 В. К ним относятся, например, АЦП типов Ф4881, Ф4891, Ф4892 и др. Основной недостаток таких приборов, как и приборов время-импульсного преобразования с генераторами линейно-изменяющегося напряжения,— их низкая помехозащищенность, что приводит к необходимости использования фильтров на входе приборов. При этом существенно снижается быстродействие.

Большинство основных параметров ЛЭ сильно зависит от напряжения источника питания Uw-u. При снижении (/„.„ уменьшаются потребляемая мощность и работа переключения, но ухудшаются помехоустойчивость, нагрузочная способность и, как правило, снижается быстродействие. Заданные параметры большинства типов ЛЭ могут быть обеспечены лишь в сравнительно узком диапазоне отклонения напряжения питания от выбранного номинального значения ± (5 ... 10) %.

С ростом сопротивлений резисторов R мощность уменьшается, но увеличивается площади элемента памяти и снижается быстродействие. Сопротивления ныбирают исходя из оптимального соотношения между этими параметрами (сотни килоом). Их можно получить на основе тонких ионно-легированных слоев с сопротивлениями порядка нескольких килоом на квадрат. Возможно использование поликремниевых резисторов, но это усложняет технологический процесс создания микросхем. Относительная площадь элемента памяти не менее 500... 600 литографических квадратов.

По методу последовательного взвешивания, называемого иногда кодоимпульсным, можно строить ЦИП и АЦП высокой точности (погрешности ±0,001 %) при быстродействии несколько десятков измерений в секунду. Этот же метод используется при построении быстродействующих АЦП (Ю4...10в преобразований) с погрешностью 0,5...0,1 % при основном пределе (без предварительных делителей и усилителей), как правило, равном 1 В. К ним относятся, например, АЦП типов Ф4881, Ф4891, Ф4892 и др. Основной недостаток таких приборов, как и приборов время-импульсного преобразования с генераторами линейно-изменяющегося напряжения,— их низкая помехозащищенность, что приводит к необходимости использования фильтров на входе приборов. При этом существенно снижается быстродействие.

Обычно стараются создать s = 1,5 -т- 3; при больших коэффициентах насыщения статические состояния ключа (включено — выключено) также обеспечиваются, однако при этом, как будет показано, снижается быстродействие ключевого каскада.

2) высокая нагрузочная способность. Особенно велика статическая нагрузочная способность элементов — коэффициент разветвления п = 25 ч- 30. Высокая нагрузочная способность объясняется малым входным током каждого элемента. Входным током для каждого входа, например для входа Xi, является базовый ток активного транзистора с генератором тока в цепи эмиттера. Входное сопротивление такого каскада велико, а базовый ток мал (порядка 20 мкА). Кроме того, выходное сопротивление каскада как по выходу г/ь так и по выходу уг мало, что позволяет подключать к каждому выходу низкоомную нагрузку. Однако при увеличении числа подключенных к выходу последующих элементов возрастает паразитная емкость нагрузки. Из-за увеличения емкости нагрузки снижается быстродействие каскада. Поэтому реальная нагрузочная способность зависит от того, насколько допустимо снижение быстродействия схемы при увеличении числа подключаемых одновременно каскадов;