Амплитудная передаточная характеристика

Uвых = F(Uвх ) определяет формирующие свойства ЛЭ, его помехоустойчивость, амплитуду и уровни стандартного сигнала.

Вид характеристики зависит от типа логического элемента (ТТЛШ, пМОП, ЭСЛ и т.д.) и может изменяться в определенных пределах в зависимости от разброса параметров схем, изменений напряжения питания, нагрузки, температуры окружающей среды.

Рассмотрим типову амплитудную передаточную характеристику инвертирующего ЛЭ (Рис.2.10).

В статическом состоянии выходной сигнал ЛЭ может находится либо на верхнем U^в, либо на нижнем U^н уровне напряжения. Верхний (U^в) и нижний (U^н) уровни логических сигналов находятся как точки пересечения амплитудной передаточной характеристики (кривая 1) с ее зеркальным отображением (кривая 2) относительно прямой единичного усиления Uвых = Uвх.

Разность U^в_вых – U^н_вых является логическим перепадом U_л выходных уровней ЛЭ.

Зоны статической помехоустойчивости ЛЭ по нижнему уровню (U^н _пом)′ и верхнему (U^в _пом)′ уровням напряжения в комбинационных логических цепях определяются выражениями:

Рис.2.10. Амплитудная передаточная характеристика инвертирующего ЛЭ

(U^н _пом)′ = Uкв - U^н _{вых пор}

(U^в _пом)′ = U^в _{вых пор} – Uкв,

где (U^н _пом)′ и (U^в _пом)′ характеризуют максимально допустимые уровни статической помехи на входе ЛЭ в комбинационных логических цепях; U^н _{вых пор} - выходное логическое напряжение нижнего уровня; U^в _{вых пор} - выходное логическое напряжение верхнего уровня.

Однако из-за наличия схем с положительной обратной связью в технической документации на все интегральные схемы зоны статической помехоустойчивости по входу ограничиваются входными пороговыми напряжениями U^н _{вх пор} - по нижнему уровню; U^в _{вх пор} - по верхнему уровню.

Эти пороговые напряжения называются соответственно пороговыми напряжениями зоны переключения (порог зоны переключения) нижнего уровня и пороговым напряжением зоны переключения верхнего уровня.

В зоне переключения, заключенной между пороговыми напряжениями работа ЛЭ в статическом режиме запрещается.

Т.о. статическая помехоустойчивость ЛЭ по нижнему уровню входного сигнала определяется выражением U^н _пом = U^н _{вх пор} – U^н _{вых пор}, а по верхнему уровню входного сигала – выражением U^в _пом = U^в _{вых пор} - U^в _{вх пор}.

Максимальная помехоустойчивость ЛЭ по нижнему и верхнему уровням достигается при идеальной амплитудной передаточной характеристике, для которой U^н _{вх пор} = U^в _{вых пор} = Uкв.

Входная характеристикаIвх = F(Uвх) – зависимость входного тока ЛЭ от входного напряжения определяет нагрузочную способность ЛЭ и режим работы линий связи.

Выходная характеристикаUвых = F(Iвых) – зависимость выходного напряжения ЛЭ от выходного тока нагрузки. Эта характеристика в совокупности с входной позволяет определить нагрузочную способность ЛЭ, режим его работы и способ согласования переходных процессов в линиях связи.