Разработка системы самонастройки
4. Описание элементной базы
Серия К155 [1],[2],[8],[9] изготовляется на основе ТТЛ - технологии (транзисторно-транзисторной логики). При изготовлении применяются биполярные транзисторы и многоэмиттерный транзистор на входе логического элемента. Эта технология позволяет получить высоконадежные микросхемы среднего быстродействия. Выпускаются в пластмассовых корпусах.
Основные элементы обозначения отечественных микросхем:
1. Буква К обозначает микросхемы широкого применения, для микросхем военного назначения буква отсутствует;
2. Тип корпуса микросхемы (один символ) -- может отсутствовать. Например, Р -- пластмассовый корпус, М -- керамический, Б -- бескорпусная микросхема;
3. Номер серии микросхем (от трех до четырех цифр);
4. Функция микросхемы (две буквы);
5. Номер микросхемы (от одной до трех цифр).
Микросхемы серии К155ЛА4 (рисунок 4.2 [2;62]) выполняют логическую функцию И-НЕ. В одном корпусе размещается один сложный элемент, состоящий из трех простых 3И-НЕ. Имеют единую шину питания - вывод 14, общую шину - вывод
Назначение выводов микросхемы:
Ш 1, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 13 - логические входы элементов;
Ш 6, 8, 12 - выходы логических элементов;
Ш 7 - общий;
Ш 14 - напряжение питания.
Рисунок 4.2 - Микросхема К155ЛА4
Микросхемы серии К155ЛА3 (рисунок 4.1[2; 62]) выполняют логическую функцию И-НЕ. В одном корпусе размещается один сложный элемент, состоящий из четырех простых 2И-НЕ. Имеют единую шину питания - вывод 14, общую шину - вывод 7.
Назначение выводов микросхемы:
Ш 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13 - логические входы элементов;
Ш 3, 6, 8, 11 - выходы логических элементов;
Ш 7 - общий;
Ш 14 - напряжение питания.
Рисунок 4.1 - Микросхема К155ЛА3
Микросхема К155ЛА1 (рисунок 4.5 [2; 61]) представляет собой два логических элемента 4И-НЕ.
Назначения входов микросхемы:
Ш 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13 - логические входы элементов;
Ш 6, 8 - выходы логических элементов;
Ш 7 - общий;
Ш 14 - напряжение питания.
Рисунок 4.5 - Микросхема К155ЛА1
Электрические параметры микросхем К155ЛА1, К155ЛА3, К155ЛА4, [2], [9] показаны в таблице 2.
Таблица 2 - Параметры микросхем К155ЛА1, К155ЛА3, К155ЛА4,
Параметр |
К155ЛА1 |
К155ЛА3 |
К155ЛА4 |
|
Номинальное напряжение питания |
5В ± 5% |
5В ± 5% |
5В ± 5% |
|
Выходное напряжение низкого уровня |
не более 0,4В |
не более 0,4В |
не более 0,4В |
|
Выходное напряжение высокого уровня |
не менее 2,4В |
не менее 2,4В |
не менее 2,4В |
|
Напряжение на антизвонном диоде |
не менее -1,5В |
не менее -1,5В |
не менее -1,5В |
|
Помехоустойчивость |
не более 0,4 В |
|||
Входной ток низкого уровня |
не более -1,6мА |
не более -1,6мА |
не более -1,6мА |
|
Входной ток высокого уровня |
не более 0,04 мА |
не более 0,04 мА |
не более 0,04 мА |
|
Входной пробивной ток |
не более 1мА |
не более 1мА |
не более 1мА |
|
Ток короткого замыкания |
-18…-55мА |
-18…-55мА |
-18…-55мА |
|
Ток потребления при низком уровне выходного напряжения |
не более 11мА |
не более 22мА |
не более 16,5мА |
|
Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения |
не более 4мА |
не более 8мА |
не более 6 мА |
|
Потребляемая статическая мощность на 1 логический элемент |
не более 19,7 мВт |
не более 19,7 мВт |
не более 19,7 мВт |
|
Время задержки распространения при включении |
не более 15 нс |
не более 15 нс |
не более 15 нс |
|
Время задержки распространения при выключении |
не более 22 нс |
не более 22 нс |
не более 22 нс |
5. Модернизация схемы сумматора коррекции интерполятора
На этом этапе курсового проекта будет проведена модернизация одного из блоков схемы сумматора коррекции интерполятора - «выходные вентили». На принципиальной схеме этого блока требуется изменить обозначения некоторых элементов согласно современным требованиям ГОСТ. И заменить старые микросхемы серии К155, так как они постепенно снимаются с производства и отличаются не слишком хорошими параметрами по сравнению с другими сериями, на более современные микросхемы серии К555, которые должны подходить по выполняемым логическим функциям и электрическим параметрам.
Микросхемы серии К555 изготавливаются на основе ТТЛШ- технологии (транзисторно-транзисторная логика с переходами Шотки) [1], [3],[5],[9],[10]. Является усовершенствованным вариантом ТТЛ-технологии, при которой применяются биполярные транзисторы Шотки. Эффект Шотки создается, когда во внутреннюю структуру p-n -перехода встраивают тонкий слой металла, что существенно ускоряет процесс рассасывания неосновных носителей в базе транзистора при его переключении и увеличивает быстродействие схемы.
Серия К555 отличается от серии К155 малыми входными токами и меньшей потребляемой мощностью (ток потребления -- почти втрое меньше, чем у К155). А если подробнее, то чипы серии К555 отличаются более высоким быстродействием, меньшим энергопотреблением и устойчивой работой, чем микросхемы серии 155. В серии 555 увеличен набор функциональных возможностей, что позволяет использовать их для разных целей. Они имеют гораздо меньшие габариты и большую номенклатуру.
Микросхемы разных серий обычно легко сопрягаются между собой, то есть сигналы с выходов микросхем одной серии можно смело подавать на входы микросхем другой серии. Поэтому произведём замену микросхем серии К155 на более новые и современные микросхемы серии К555, с подходящими логическими функциями и параметрами.
Диагностируемый блок «выходные вентили» изображён на чертеже АПиРС. КП. ПЭ-25. 03.Э3 , который прилагается к пояснительной записке.
Блок «выходные вентили», изначально состоящий из двух микросхем К155ЛА3, после модернизации будет состоять из двух следующих микросхем серии К555:
1) ) К555ЛА4 представляет собой три логических элемента 3И-НЕ. В блоке «структуры адреса» используются все три элемента 3И-НЕ. Назначения выводов и условно графическое обозначение аналогичны микросхеме К155ЛА4, которая представлена в разделе “Описание элементной базы”.
2) К555ЛА3 представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ. В блоке «выходные вентили» используются все четыре элемента 2И-НЕ. Назначения выводов и условно графическое обозначение аналогичны микросхеме К155ЛА3, которая представлена в разделе “Описание элементной базы”.
Наглядное сравнение электрических параметров микросхемы К155ЛА3 с параметрами микросхем К555ЛА4; и К555ЛА3 [2], представлено в таблице 3.
Таблица 3 - Основные электрические параметры микросхем
Параметр |
К155ЛА3 |
К555ЛА4 |
К555ЛА4 |
К555ЛА3 |
|
Номинальное напряжение питания |
5В ± 5% |
5 В 5 % |
5В ± 5% |
5В ± 5% |
|
Выходное напряжение низкого уровня |
не более 0,4 В |
не более 0,4 В |
не более 0,4 В |
не более 0,5 В |
|
Выходное напряжение высокого уровня |
не менее 2,4 В |
не менее 2,4 В |
не менее 2,7 В |
не менее 2,7 В |
|
Входной ток низкого уровня |
не более -1,6 мА |
не менее -1,5 В |
не более -0,4 мА |
не более -0,36 мА |
|
Входной ток высокого уровня |
не более 0,04 мА |
не более -1,6 мА |
не более 0,02 мА |
не более 0,02 мА |
|
Ток потребления при низком уровне выходного напряжения |
не более 22 мА |
не более 11,5 мА |
не более 0,04мА |
не более 4,4 мА |
|
Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения |
не более 8 мА |
не более 1 мА |
не более 1,6 мА |
не более 1,6 мА |
|
Потребляемая статическая мощность на один логический элемент |
не более 19,7 мВт |
не более 13,5 мВт |
не более 5,75 мВт |
не более 5,75 мВт |