Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Счетчик Джонсона на базе СИС сдвигового регистра.
Разрядность счётчика равна 12. Для реализации такой разрядности счётчика потребуется 2 микросхемы КР1533ИР13. Это меньше чем у счетчика Джонсона на базе D-триггеров, но в мс КР1533ИР13 нету инверсных выходов, которые будут нужны при построении ПК (преобразователя кодов). Следует добавить 2 микросхемы КР1533ЛН8, которые представляют собой шесть логических элементов НЕ. В итоге для реализации счетчика требуется 4 микросхемы. Это равно количеству микросхем счетчика Джонсона на базе D-триггеров. Рассчитаем потребляемую мощность: Р = Ucc*(2*Icc(КР1533ИР13) + Icc(КР1533ЛН8)) = 5, 5*(2*40+4, 2) = 463, 1мВт. Данный счетчик будет потреблять больше мощности, чем счетчик на базе D-триггеров. Вывод: Счетчик Джонсона на базе СИС сдвигового регистра будет равен по аппаратным затратам счетчику на базе D-триггеров рассмотренному ранее в разделе 4.1.1.1., но уступает ему в потребляемой мощности. Выбор способа построения счетчика Джонсона.
Вывод: В соответствии с условиями ТЗ наиболее оптимальным будет счетчик Джонсона на базе D-триггеров.
Построение генератора чисел на базе счетчика Джонсона и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации. Генератор чисел на базе счетчика Джонсона с преобразователем кода на элементах «И-НЕ».
Таблица истинности счетчика Джонсона в таблице 4.
Таблица 4.
Минимизация функций от 12 переменных очень трудная задача, но используя особенность дешифраторов кода Джонсона, а именно, что все выходные функции представляют собой конъюнкцию двух переменных, мы можем минимизировать функции: Переведем функции в базис И-НЕ (Шеффера): Для реализации схемы потребуется 8 шт. КР1533ЛА3, 1 шт. КР1533ЛА1 и 1 шт. КР1533ЛА4. Схема, генератора чисел на базе счетчика Джонсона и преобразователя кодов, представлена на рис.6. Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала начальной установки: IiH( R ) = 0, 02мА, IiL( R ) = 0, 1мА. Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала синхроимпульса: IiH( С ) = 0, 02мА, IiL( С ) = 0, 1мА. Нагрузочная способность по току выходов ГЧ: Io (Z1, Z2, Z3, Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, Z10) = 15 мА. Io (Z4) = 10 мА. По выходным сигналам данная схема не удовлетворяет условиям ТЗ. Заменим микросхемы, формирующие конечные выходные сигналы на более мощные аналоги. Будем использовать мс 2 шт. КР1533ЛА23, 1 шт. КР1533ЛА22 и 1 шт. КР1533ЛА24 Схема, генератора чисел на базе счетчика Джонсона и преобразователя кодов, согласованная по выходному току представлена на рис.7. Нагрузочная способность по току выходов ГЧ после согласования: Io (Z1, Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, Z10) = 100 мА. Io (Z2, Z3, Z4) = 30 мА. По выходным сигналам данная схема удовлетворяет условиям ТЗ. Потребляемая мощность: Р = Ucc*(6*Icc(КР1533ЛА3) + 2*Icc(КР1533ЛА23) + Icc(КР1533ЛА22) + Icc(КР1533ЛА24)) = 5, 5*(6*3+2*7, 8+3, 9+5, 8) = 238, 15мВт. Потребляемая мощность вместе со счетчиком Джонсона: 289, 3 + 238, 15 = 527, 45мВт Время формирования выходных сигналов ГЧ (Tформ.С) и время переключения схемы по входу «С» (Tпер.С) равно tзд.(КР1533ЛП16) + tзд.(КР1533ТМ8) по входу «С» + tзд.(КР1533ЛА3) + tзд.(КР1533ЛА23)=8+17+11+33 (нс) = 69нс. Длительность выходных сигналов ГЧ при переключении по входу «С» будет не менее Т - Тформ.С = 80 - 69 (нс) = 11нс. Время формирования выходных сигналов ГЧ (Tформ.R) и время переключения схемы по входу «R» (Tпер.R) равно tзд.(КР1533ЛП16) + tзд.(КР1533ТМ8) по входу «R» + tзд.(КР1533ЛА3) + tзд.(КР1533ЛА23)=8+23+11+33 (нс) = 75нс. Длительность выходных сигналов ГЧ при переключении по входу «R» будет не менее 1, 5Т-Тформ.R = 120 - 75 (нс) = 45нс. Поскольку задержка микросхем КР1533ЛН22 и КР1533ЛА24 не превышает 33нс (что меньше задержки микросхемы КР1533ЛН23), задержка этих микросхем не сказывается на общей задержки схемы. Таким образом, минимальная длительность выходных сигналов ГЧ равна 11нс. Количество ИМС, использованных в составе схемы ГЧ – 14 шт., а общее количество корпусов, включая фильтрующие конденсаторы и разъем – 30 шт. Схема удовлетворяет всем требованиям ТЗ. Рис.6. Схема генератора чисел на базе счетчика Джонсона с преобразователем кода на элементах «И-НЕ».
Рис.7. Схема генератора чисел на базе счетчика Джонсона с преобразователем кода на элементах «И-НЕ», согласованная по выходному току. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 946; Нарушение авторского права страницы