Применение ТТЛ микросхем

Для работы на кабель с волновым сопротивлением 50 и 75 Ом лучшими характеристиками обладает ИС К531ЛА16П, которая обеспечивает на выходе напряжение 2 В при подключении согласующего резистора 50 Ом к общей шине.

Применение триггера Шмитта. Одним из методов повышения помехоустойчивости ТТЛ ИС в линиях связи при неприемлемых значениях отношения помеха-сигнал является применение в качест

ве приемного элемента триггера Шмитта (ИС типа К155ТЛ1 — К155ТЛЗ, К531ТЛЗП и К555ТЛ2). Триггер Шмитта обладает меньшей чувствительностью к помехам, чем стандартная схема И — НЕ благодаря своей переходной характеристике, которая представляет собой петлю гистерезиса (рис. 4.23). Петля гистерезиса характеризует разность напряжений между положительным (UT+) и отрицательным (UT-) порогами срабатывания. Порог UT+ представляет собой входное напряжение высокого уровня, которое возрастает до переключения триггера из состояния высокого уровня напряжения в низкое, а порог UT- — напряжение низкого уровня, до которого должно снизиться входное напряжение до переключения из состояния низкого уровня напряжения в высокое.

Пример организации схемы сопряжения триггера Шмитта с линией связи и временная диаграмма работы схемы приведены на рис. 4.24, где Ucp б — напряжение срабатывания, Uотп— напряжение отпускания. Схема организации связи повышенной помехоустойчивости с использованием ИС триггера Шмитта приведена на рис. 4.25.

Применение специальных ИС. (Основные параметры ряда специальных ИС ТТЛ приведены в приложении П3). Эффективным способом передачи сигналов по линиям связи без помех является использование разностных сигналов. Специально для межблочных линий связи ЭВМ разработаны интерфейсные ИС формирователя сигналом К170АП1 и усилителя К170УП1. При использовании для связи между ИС передатчика К170АП1 и приемника К170УП1 витой пары на конце линии подключается согласующий резистор, благодаря чему устраняются отражения в линии. Передатчик осуществляет преобразование однофазных сигналов ТТЛ в разностные сигналы. Приемник имеет высокоомный дифференциальный вход, аналогичный входу операционного усилителя, и осуществляет обратное преобразование разностного сигнала в исходный логический сигнал. Высокая помехоустойчивость системы обеспечивается благодаря свойству приемника срабатывать только от разностных сигналов. Так как обе сигнальные линии расположены рядом, все помехи одинаково действуют на обе линии. На эти так называемые синфазные сигналы вход приемника не реагирует. Схемы имеют входы запрета и стробирования, которые позволяют линии работать в уплотненном режиме и отключать передатчики от линии. Входы приемников могут отключаться через вход стробирования. Частота передачи сигнала в системе свыше 10 МГц. Благодаря высокоомным входам приемника передатчик может работать с несколькими приемниками.

Рис. 4.23. Типовая переходная характеристика входного ЛЭ — триггера Шмитта

Рис. 4.24. Схема сопряжения триггера Шмитта с линией связи

Рис. 4.25. Схема построения линии связи с повышенной помехоустойчивостью

Рис. 4.26. Схема построения линии связи

Рис. 4.27. Схема передачи данных

Рис. 4.28. Передаточная характеристика ИС К170УП2 при Uп = + 12 В, Uпор = Uп

На рис. 4.26 приведена схема построения линии связи. Длина линии передачи l≤30 м. Динамические параметры схемы в диапазоне температур для входного сигнала частотой 1 МГц

30 нс от точки a до точки b,

tзд р = 150 нс от точки а до точки с,

200 нс от точки а до точки d,

50 нс от точки с до точки d.

Повышение помехоустойчивости системы может быть обеспечено повышением отношения сигнал-помеха, т. е. повышением амплитуды сигнала, которое может быть осуществлено с помощью преобразования уровня передаваемого сигнала. На рис. 4.27 приведена схема организации передачи данных в линии емкостью до 2000 пФ. В качестве элементов сопряжения используются формирователь ИС К170АП2 и усилитель сигналов ИС К170УП2.

Микросхема К170АП2 представляет собой сдвоенный (двухканальный) формирователь двуполярных сигналов с амплитудой выходных сигналов более 5В на нагрузке Rн ≥ 3 кОм, Сн ≤ 2500 пФ. Предусмотрена защита выходного каскада от перегрузок по напряжению и току. Напряжение питания +12 и -12 В.

Микросхема К170УП2 представляет собой четырехканальный усилитель для приема с линии связи двуполярных сигналов амплитудой более 3 В и формирования на выходе сигналов, согласованных по напряжениям и токам с сигналами стандартных ИС ТТЛ. Особенностью передаточной характеристики ИС К170УП2 (рис. 4.28) является наличие гистерезиса, величина которого может регулироваться при уменьшении напряжения на выводе Uпop. Питание ИС может осуществляться от источника питания напряжением +5 В или +12 В (через встроенный стабилизатор).

Правила электромонтажа ИС ТТЛ

Время распространения сигнала по линиям связи с ИС ТТЛ соизмеримо с временем преобразования, поэтому для расчета этих линий может быть использована теория длинных линий. Для получения высокого быстродействия системы, построенной на ИС ТТЛ, и обеспечения их помехоустойчивости и надежности к линиям связи предъявляются определенные требования, существенно определяющие конструкцию ЭВМ в целом.

Наибольшее влияние на работу ИС ТТЛ, размещенных на печатной плате, при распространении сигналов оказывают паразитные колебания, накладывающиеся на основной сигнал, и перекрестные помехи (между линиями передачи сигналов). Паразитные колебания возникают вследствие неточного согласования на конце линии передачи или вследствие наличия неоднородностей по ее длине. В результате воздействия этих факторов значительно снижается быстродействие логической системы и могут происходить потери обрабатываемой информации.

Большая насыщенность платы печатными проводниками, включение неоднородностей в переходных металлизированных отверстиях, на контактах разъемов и т. п. не позволяют применить строгую теорию длинных линий к решению конкретных технических проблем, связанных с расчетом параметров линий связи печатных плат.

Накопленный к настоящему времени большой опыт конструирования полосковых и навесных линий связи позволяет обеспечить требуемые помехоустойчивость устройств и быстродействие логической системы.

В большинстве случаев для конструирования типовых элементов замены ЭВМ на ИС ТТЛ целесообразно использовать двусторонние печатные платы с ортогональным расположением проводников по прямоугольной координатной сетке, хотя при этом возникают дополнительные трудности при расчете линий связи и обеспечении приемлемой помехоустойчивости. Преимуществом двусторонних печатных плат являются их относительно низкая стоимость, высокая технологичность монтажа и ремонта.

 Скачать реферат