Устройство синхронизации информационных импульсов, поступающих в произвольные моменты времени, с ближайшим спадом тактового импульса (стр. 6 из 6)
Проверим возможность использования выбранных серий ИС по сроку эксплуатации. Характеристики надежности ИС приведены в таблице:
Характеристики надежности и сохраняемости ИС
| Серия ИС | Наработки на отказ, час | Срок сохраняемости, лет |
| КР1531 | 50000 | 15 |
| К555, К155 | 80000 | 15 |
Из приведенных характеристик видно, что по сроку сохраняемости ИС выбранных серий могут быть использованы для реализации проектируемого устройства.
Для реализации проектируемого устройства выберем следующие ИС:
К1531ЛР9 K555ЛИ
 |
 |
К1531ЛН1 К555ЛЛ1
 |
 |
К155ТР2
По материалу изготовления (пластик), габаритам и количеству выводов (ножек -14) эти ИС абсолютно идентичны.
Питание подается на 14-ый вывод (14-ю ножку), а земля или логический ноль – на 7-ой вывод (ножку). Соединяем все незадействованные входы задействованных элементов параллельно с одним из задействованным входом, а все незадействованные входы незадействованных элементов – с землей (логическим нулём).
Чтобы исключить низкочастотные помехи, на печатных платах вблизи разъема устанавливают развязывающие конденсаторы. Для ТТЛ ИС их емкость обычно выбирается из расчета не менее 0.1 мкФ на одну ИС.
Для исключения ВЧ помех, развязывающие конденсаторы рекомендуется размещать по площади печатной платы из расчета один конденсатор на группу не более чем из 10 ИС. Для ТТЛ ИС их емкость обычно выбирается из расчета не мене 0.002 мкФ на одну ИС.
Выберем для установки на плате два конденсатора типа КМ-6-Н90-1.0мкФ и один конденсатор типа КМ-6-Н50-0.1мкФ
Конденсаторы КМ6
Поскольку суммарное количество входных, выходных шин и шин питания разрабатываемого устройства равно 5, выберем для установки на плате разъем типа ГРПМ-5Ш КЕО.364.194.ТУ
Расчет основных параметров устройства
Для оценки быстродействия необходимо определить пути распространения сигналов от входа к выходу максимальной глубины. Анализ схемы показывает, что такой путь:
И -> ИЛИ -> Т -> И -> И-> ИЛИ => 3И – 2ИЛИ – Т
Максимальное время переключения схемы при распространении сигнала по рассмотренному варианту пути составляет:
3*11+2*11+17=72 нс
Таким образом, максимальное время переключения синтезированной схемы не превышает 72 нс.
Потребляемая схемой мощность определяется исходя и характеристик ИС и вариантов их коммутации. Мощность составляет при этом:
4+8+2*4+2+4=26 мА
Интенсивность отказов устройства, содержащего разнотипные элементы, определяется следующим соотношением:
Среднее время наработки на отказ устройства составляет:
Tср = 1/λ
| № | Тип элемента | Число элементов Q | λ | Q*λ |
| 1 | К1531ЛР9 К1531ЛН1 К1531ТВ10 К555ЛИ К555ЛЛ1 | 1 1 2 2 1 | 0.017*10-6 0.017*10-6 0.017*10-6 0.017*10-6 0.017*10-6 | 0.017*10-6 0.017*10-6 0.034*10-6 0.034*10-6 0.017*10-6 |
| 2 | Паяные соединения | 170 | 10-9 | 0.17*10-6 |
| 3 | Конденсаторы | 3 | 0.004*10-6 | 0.012*10-6 |
| 4 | Вилка разъема | 1 | 0.011*10-6 | 0.011*10-6 |
| Суммарная интенсивность отказов | 0.25*10-6 | |||
Перечень комплектующих элементов устройства и значений интенсивности их отказов:
Время наработки на отказ разработанного устройства при этом составит:
Тотк=106/0.25=3846153 час
Оценка степени выполнения задания
| № | Параметр | Требование ТЗ | Полученное значение | Оценка степени выполнения |
| 1 | Время переключения | Не более 72 нс | <1 мкс | Выполнено |
| 2 | Потребляемая мощность | Не более 26 мВт | <80 мВт | Выполнено |
| 3 | Наработка на отказ | Не менее 65000 час | >3846153 час | Выполнено |
| 4 | Срок эксплуатации | 15 лет | ≥15 лет | Выполнено |
Литература
- Проектирование цифровых устройств. СПб, БГТУ 2000
- Интегральные микросхемы, справочник. М., Энергоатомиздат 1985
- Справочник по электрическим конденсаторам. М., Радио и связь 1983
- http://www.sitednl.narod.ru/1.zip - база сотовых по Петербургу