Circuite Digitale

1. Parametrii portilor logice.

1.1 Notiuni generale

Prin parametrii unei porti logice se inteleg valorile de catalog ale marimilor care ii caracterizeaza functionarea sa cand este interconectata cu alte circuite din aceeasi familie sau in conditii de test. Pt a avea o compatibilitate la functionarea impreuna a circuitelor logice din diferite familii se impune o specificare unificata a parametrilor necesari de interconectare. O specificare unificata a parametrilor pt diferite familii logice usureaza problema sintezei retelelor logice. Parametrii trebuie sa caracterizeze regimul de curent continuu, regimul tranzitoriu si regimul de zgomot. Frecvent, acesti parametrii sunt dati in cataloage ca valori tipice (normale) si ca valori pt cazul cel mai defavorabil. Cazul cel mai defavorabil presupune circuitul cel mai defavorabil in conjunctie cu conditiile cele mai defavorabile (de temp., tensiune de alimentare). Gama normala de temperatura este intre 0 si 70 grd C pt aplicatiile civile dar se extinde la –55 pana la +125 grd C pt aplicatii militare. Conditiile de tensiune de alimentare se specifica prin abaterile fata de tensiune de alimentare V +- V. Proiectarea chiar in cazul cel mai defavorabil, trebuie sa asigure respectarea valorilor de catalog ale parametrilor. In cazul in care functionarea circuitului logic impune depasirea valorilor de catalog ale parametrilor, este necesar sa se determine experimental valorile acestor parametrii.

1.2 Nivelurile de tensiune

Modelarea celor 2 cifre binare se bazeaza pe faptul ca circuitul are in functionarea sa numai doua niveluri diferite de tensiune intre care exista o zona interzisa. De fapt cele doua plaje de tensiune admise, sunt ²Vh si ²VL in interiorul carora valoarea tensiunii reprezinta cifra binara fixata (prin conventie). Prin existenta acestor plaje se insensibilizeaza variatiile produse de: modificarea tensiunii, imbatranirea pieselor, temperatura, zgomot. Oricare valoare a tensiunii din interiorul plajei corespunde cifrei binare fixate prin conventia respectiva. Detectarea numai a cifrelor logice 0 si 1, face ca zgomotul sa nu se cumuleze la trecerea informatiei prin mai multe circuite inseriate (cum se produce la circuitele analogice) fiecare poarta generand tensiuni care se situeaza in VH sau ²VL

1.3 Marginea de zgomot si imunitatea la perturbatii

Un circuit logic are specificate in foaia de catalog niveluri de tensiune garantate la iesire si niveluri de tensiune permise la intrare. Nivelurile de tensiune garantate la iesire sunt acoperitoare in raport cu nivelurile permise la intrare si aceasta acoperire este gandita in scopul preantampinarii influentei zgomotelor. Aceasta acoperire se reflecta in parametrul marginea de zgomot in curent continuu pt starea H-MH si in parametrul marginea de zgomot in curent continuu pr stare L-ML. Marginea de zgomot in curent continuu reprezinta diferenta dintre valorile tensiunilor garantate pt starile logice la iesire ale unui circuit logic, care comanda, si valorile tensiunilor permise ale unui circuit comandat (circuite de acelasi tip). MH=VOLmin-VLHmin ML=VOlmax-VIlmax . Valorile generate si permise pot fi corelate cu caracteristica statica de transfer VTC (Voltage Transfer Characteristic) care exprima dependenta statica intre tensiunea de iesire din poarta si tensiunea ei de intrare, VO=f(V1). Termenul de zgomot se refera la semnale provenite din afara sau interiorul circuitului care se suprapun peste semnalul util. Zgomotul nu se cumuleaza de la o poarta logica la alta cum se realizeaza in circuitele analogice; fiecare circuit logic, in functionare corecta atenueaza zgomotul si lasa sa treaca doar semnalul. Imunitatea la perturbatii pozitive de zgomot IP*, respectiv IP- se defineste prin urmatoarele valori de tensiune: IP*=N-VOlmax