Практическое использование элементов ТТЛ

1. Неиспользуемые входы.

В КМОП - обязательно подключается

В ЭСЛ - необязательно

а) неиспользуемые входы можно никуда не подключать, если на этом входе не реализуется дизъюнкция. Но оставлять входы ТТЛ неподключенными не рекомендуется в связи с понижением помехоустойчивости и в связи с понижением быстродействия (паразитная емкость между подложкой и каналом должна перезарядиться).

б)

I. задать логическую “1” можно, имея в схеме лишний инвертор,но данный вариант не применяется так как:

- инвертор имеет коэффициент разветвления (до 10);

- часто это нецелесообразно по технологическим причинам.

II. дублирование информационного сигнала:

Такое включение равносильно одной нагрузке.

в) завод-изготовитель не рекомендует подавать +5 В на схему, но

логическую единицу можно сделать так:

24 В < U_A < 4.7 B (*)

U_A=5 B - I*R*N; I=I_BX1;

U_A=5 B - 0.04*R*N; (**)

Получим систему уравнений из (*) и (**) и найдем R.

Но обычно берут R=1 кОм (этого хватает на 20 входов).

2. Защита элементов ТТЛ от отрицательного напряжения на входах.

Для защиты используются антизвонные диоды. Принцип действия антизвонных диодов аналогичен принципу действия диодов фиксации. Диоды подключаются между общим выводом и входом.

Когда входной сигнал находится в рабочем диапазоне, диод закрыт и никакого влияния на работу схем диод не оказывает (Но увеличивается на величину теплового тока диода).

Когда на входе отрицательное напряжение ниже 0,7 В диод открывается и напряжение фиксируетсяна уровне - 0,7В.

3. Прием сигнала от медленно действующих электрических устройств.

Датчики, преобразующие механизм перемещения в аналоговые сигналы.

Эти сигналы имеют очень пологие фронты. Для нормальной работы элементов ТТЛ фронты входных сигналов должны быть определенной крутизны (1 В/нс; 1 В в 10 нс). Если фронты пологие, то:

- может нарушаться логика работы синхронных устройств;

- может нарушаться логика работы логического элемента (Если на входе элемента ТТЛ долгое время (на 3-4 порядка выше чем время переключения) подать сигнал в окрестности U_П, все транзисторы переключаются в линейный режим и элемент ТТЛ будет представлять собой усилитель с коэффициентом до 10000. Следовательно, изменение входных сигналов на милливольты приводит к возникновению синусоиды на выходе).

Для формирования крутых фронтов необходимо использовать триггеры Шмитта. Триггер Шмитта - обычный логический элемент, передаточная характеристика имеет гистерезисный характер.

Когда входные сигналы переключаются из НУ в ВУ, то U_П =1,7В, а при ВУ в НУ, то U_П =0,8В, обеспечивает повышенную помехоустойчивость.

4. Борьба с дребезгом контактов.

Если сигнал с кнопки на входе триггера, сработывающего по переднему фронту:

Если на входе С была единица и ключ переключается вниз, триггер переключается, так как тумблер - механическое устройство. При опускании вниз тумблер сначала касается пластины, затем отскакивает от контактной площадки, снова касается, и так, пока не “уляжется”.

Резисторы формируют логическую единицу на вход.

При переключении ключа вниз происходит дребезг контактов, но на работу триггера он не влияет, так как при отскоке перемычки от контактной площадки, входы триггера отключаются от земли и на входы триггера подаются два ВУ, которые обеспечивают хранение информации.