Расчет временных параметров схемы
Быстродействие устройства определим как наименьшее время, требуемое для выполнения операции, учитывая максимальные задержки на элементах. Суммарная мощность, потребляемая интегральными микросхемами в динамическом режиме работы для данного ОУ рассчитывается по формуле: Суммарная мощность, потребляемая интегральными микросхемами в статическом режиме работы, для данного ОУ рассчитывается по формуле… Читать ещё >
Расчет временных параметров схемы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Быстродействие устройства определим как наименьшее время, требуемое для выполнения операции, учитывая максимальные задержки на элементах.
Таблица 1 — Задержки распространения сигнала в используемых ИМС.
Микросхема. | Номер на принципиальной схеме. | Задержка, нс. |
КР 1554ИР 22. | DD1…DD6, DD26… D28. | 10,5. |
КР 1564СП 1. | DD7…DD10. | |
КР 1554ЛЛ 1. | DD11. | 8,5. |
КР 1554ЛИ 1. | DD12. | 8,5. |
КР 1554ЛЕ 1. | DD13. | |
КР 1554ИР 24. | DD14, DD15. | |
КР 1554ИЕ 16. | DD16, DD17. | |
КР 1564ИД 23. | DD18, DD19. | |
КР 1554ЛП 5. | DD20, DD21. | 13,5. |
КР 1554КП 11. | DD22…DD25. |
Для определения максимальной задержки сигнала определим самую длинную линию, по которой проходит сигнал. Эта линия проходит через следующие элементы: DD1 -> DD2 -> DD3 -> DD4 -> DD5 -> DD6 -> DD7 -> DD8 -> DD9 -> DD10 -> DD11 -> -> DD12 -> DD16 -> DD20 -> DD21 -> DD21 -> DD12.
Задержки DD1… DD6 одинаковые. С учетом этого, задержку распространения сигнала можно определить как:
нс.
Расчет потребляемой мощности
Согласно техническим требованиям устройство должно потреблять мощность не больше 5 Вт. Суммарная максимальная мощность, потребляемая устройством, может быть вычислена по следующей формуле:
.
где — суммарная мощность, потребляемая интегральными микросхемами в статическом режиме работы, — суммарная мощность, потребляемая интегральными микросхемами в динамическом режиме работы, — суммарная мощность, рассеиваемая резисторами и индикаторами.
Мощность, потребляемая микросхемой в статическом режиме, рассчитывается по формуле:
.
где Ucc — напряжение питания ИМС, Icc — ток потребления ИМС.
Суммарная мощность, потребляемая интегральными микросхемами в статическом режиме работы, для данного ОУ рассчитывается по формуле:
.
Таблица 2 — Параметры для расчета мощности используемых ИМС.
Микросхема. | Ucc, В. | Icc, мкА. | Сpd, пФ. | Cin, пФ. |
КР 1554ИР 22. | +5. | 4,5. | ||
КР 1564СП 1. | +5. | |||
КР 1554ЛЛ 1. | +5. | 4,5. | ||
КР 1554ЛИ 1. | +5. | 4,5. | ||
КР 1554ЛЕ 1. | +5. | 4,5. | ||
КР 1554ИР 24. | +5. | 4,5. | ||
КР 1554ИЕ 16. | +5. | 4,5. | ||
КР 1564ИД 23. | +5. | |||
КР 1554ЛП 5. | +5. | 4,5. | ||
КР 1554КП 11. | +5. | 4,5. |
.
Мощность, потребляемая ИМС в динамическом режиме работы, рассчитывается по формуле:
.
где — внутренняя емкость схемы, В — напряжение питания, — частота на переключающем входе схемы, — количество переключающихся выходов, — емкость нагрузки на выходе, — частота на переключающемся выходе.
Рассчитаем мощность, потребляемую каждой микросхемой в динамическом режиме:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Суммарная мощность, потребляемая интегральными микросхемами в динамическом режиме работы для данного ОУ рассчитывается по формуле:
.
.
Суммарная мощность, рассеиваемая резисторами и индикаторами, для данного ОУ рассчитывает по формуле:
.
где N1 — число резисторов, — падение напряжения на резисторе, R — сопротивление резистора, N2 — число индикаторов, — мощность, рассеиваемая индикатором. Для АЛС 321А. .
.
Суммарная максимальная мощность, потребляемая устройством равна:
.
Произведенные расчеты показывают, что максимальная потребляемая схемой мощность не превышает значений, заданных в ТЗ.