Работоспособность в широкой области

Допусков и параметров

Требование работоспособности ЛЭ в широкой области допусков на параметры определяется прежде всего требованиями высокой надежности и взаимозаменяемости однотипных логических элементов в цифровых приборах.

Рис.2.8. Зоны помехоустойчивости ЛЭ (I′, II′′), ЛЭ с обратной связью (I, II), зона переключения ЛЭ (III)

Большое число одновременно работающих в цифровом приборе логических элементов, отсутствие элементов регулировки и настройки, необходимость обеспечения непрерывной безотказной работы в течение длительного времени при колебаниях окружающей температуры и напряжения питания, а также при наличии разброса параметров и старения элементов – все это требует достаточно большой области допустимых отклонений параметров ЛЭ, т.е. большой области их работоспособности.

Условия работоспособности ЛЭ определяются обычно уравнениями вида y_i = Fi (X₁,X₂,X₃, …Xn)><Yi, где X₁,X₂,X₃, …Xn – параметры компонентов, источников питания и нагрузки ЛЭ, y_i – параметры ЛЭ, Yi – нормы, определяющие допустимую границу изменения параметров ЛЭ.

Затухание переходных процессов за время

Одного такта

ЛЭ должен сохранять работоспособность (т.е. выполнять физические и логические функции) при изменении частоты переключения вплоть до максимальной тактовой частоты.

Для этого необходимо, чтобы переходные процессы в ЛЭ и цепях связи при каждом переключении полностью затухали за время одного такта синхронизации и к моменту прихода последующего переключающего сигнала устанавливался статический режим (Рис.2.9 а).

Накопление переходных процессов приводит, как правило, к уменьшению нагрузочной способности и помехоустойчивости, амплитуды и длительности сигналов и в результате к искажению информации и снижению надежности.

Поскольку эффект накопления имеет место лишь при высокой частоте переключения, нарушение работоспособности ЛЭ носит обычно кратковременный характер и проявляется в виде единичных и перемежающихся сбоев, обнаружение которых затруднительно.

Поэтому при выборе ЛЭ и максимальной тактовой частоты следует обеспечивать полное затухание переходных процессов в ЛЭ и межэлементных цепях связи за время одного такта.