Сравнение серий цифровых микросхем

При проектировании цифровых устройств одной из важных за­дач является выбор серий микросхем, наиболее полно отвечающих предъявленным требованиям к их быстродействию, энергопотребле­нию, помехоустойчивости, нагрузочной способности. Помимо этих показателей в расчет также принимают функциональный состав се­рий, конструктивное оформление, устойчивость микросхем к внеш­ним воздействиям и их надежность.

Один из способов выбора серий заключается в сравнении их по наиболее важным функциональным параметрам.

Микросхемы ЭСЛ — наиболее быстродействующие: некоторые из них способны обеспечить работу цифровых устройств с частотой переключения более 100 МГц. Однако такие микросхемы потребля­ют от источника питания значительную мощность и характеризуют­ся низкой помехоустойчивостью. Указанные особенности микросхем ЭСЛ необходимо учитывать при их применении. Например, малая длительность фронтов формируемых сигналов обусловливает необ­ходимость использования для их неискаженной передачи согласо­ванных соединительных линий, например, микрополосковой или ко­аксиальной. Низкая помехоустойчивость микросхем заставляет при­нимать специальные меры по их защите от воздействия наводок. Не случайно в состав некоторых серий введены приемники сигналов с линии, обладающие повышенной помехоустойчивостью. Параметры базовых элементов и виды микросхем некоторых серий ЭСЛ пред­ставлены в табл. 4.13 [2, 17].

Микросхемы ЭСЛ несовместимы по питанию и уровням сигна­лов с микросхемами других типов. Однако возможность согласова­ния имеется. Для этого можно использовать микросхемы преобра­зователей уровней серий 100, К500, К187, которые согласовывают уровни микросхем ЭСЛ к ТТЛ.

Основная область применения ЭСЛ микросхем — цифровые устройства, работающие с частотой выше 50 МГц, которые не мо­гут быть построены на основе микросхем других типов. В дальней­шем по мере повышения быстродействия ТТЛ микросхем область применения ЭСЛ микросхем будет смещаться в сторону устройств сверхвысокого быстродействия.

Таблица 4.13

1) Без нагрузки в выходном каскаде.

2) На микросхему.

Микросхемы ТТЛ и ТТЛШ характеризуются временными пара­метрами, лежащими в широком диапазоне значений. Это позволяет применять микросхемы ТТЛ в устройствах различного быстродействия высокого, среднего и низкого. Параметры базовых элементов и виды микросхем ТТЛ и ТТЛШ серий представлены в табл. 4.14. Микросхемы ТТЛ и ТТЛШ характеризуются сравнительно вы­сокой помехоустойчивостью, что делает устройства на их основе более устойчивыми к сбоям от воздействия помех. Принимая во внимание свойства и возможности существующих ТТЛ микросхем, целесообразно рекомендовать их для широкого применения в уст­ройствах работающих с частотой переключения до 20 (ТТЛ) и 50 МГц (ТТЛШ).

Микросхемы ДТЛ характеризуются средним и низким быстро­действием (табл. 4.15). По помехоустойчивости они практически не отличаются от ТТЛ микросхем; как правило, совместимы с ТТЛ микросхемами по уровням сигналов. Применяются ДТЛ микросхемы в цифровых устройствах невысокого (сотни килогерц — единицы ме­гагерц) быстродействия.