Синтез и обоснование элементов принципиальной схемы

По причинам, рассмотренным в предыдущих разделах, применение существующих схем сигнализации либо не обеспечивает необходимой степени охраны, либо не удовлетворяет стоимость охранной системы. Построение охранной сигнализации приемного радиоцентра с использованием, рассмотренной в разделе 2.2 схемы обеспечит высокую надёжность охраны. Но данная схема является довольно сложной, поэтому, чтобы стоимость данного устройства не оказалась высокой, необходимо при его реализации применять современную элементную базу. В данном дипломном проекте из-за сложности всей системы охранной сигнализации приемного радиоцентра стоит цель разработки только его исполнительного комплекта.

Современный этап развития научно-технического прогресса характеризуется широким применением электроники и микроэлектроники во всех сферах жизни и деятельности человека. Важную роль при этом сыграло появление и быстрое совершенствование интегральных микросхем - основной элементной базы современной электроники. Цифровые интегральные микросхемы применяются в вычислительных машинах и комплексах, в электронных устройствах автоматики, цифровых измерительных приборах, аппаратуре связи и передачи данных, медицинской и бытовой аппаратуре, в приборах и т.д.

Цифровые микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по законам дискретной функции. Существуют интегральные схемы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), на основе КМДП-транзисторов и эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ).

Технология ТТЛ основана на биполярных структурах. Базовый элемент ТТЛ (рисунок 3.3) представляет собой схему, содержащую один многоэмиттерный транзистор и один обычный, это логическая схема И-НЕ (функцию И выполняет транзистор VT1, а функцию инверсии выполняет транзистор VT2).

Рисунок 3.3 Базовый элемент ТТЛ

Подобная схема обладает низкой помехоустойчивостью и низким быстродействием, быстродействие можно увеличить, используя сложный инвертор, который позволяет сократить время включения (переход из логического «0» в логическую «1»), но время выключения (переход из логической «1» в логический «0») сократить, не удается.

Более высокое быстродействие позволяют получить схемы семейства ТТЛШ (транзисторно-транзисторная логика с использованием транзисторов с барьером Шотки см. рисунок 3.4). В таких схемах барьер Шотки создает нелинейную обратную связь в транзисторе, в результате транзисторы не входят в режим насыщения, хотя и близки к этому режиму.

Рисунок 3.4 Транзистор Шотки

Технология ЭСЛ является так же, как и технология ТТЛ, биполярной, т.е. элементы строятся с использованием биполярных структур. Основой элементов ЭСЛ является так называемый «переключатель тока», на основе которого строится базовый элемент этой технологии - ИЛИ-НЕ (см. рисунок 3.5), по выходу 1 данной схемы реализуется логическая функция ИЛИ-НЕ, а по выходу2 - ИЛИ.

Рисунок 3.5 Базовый элемент ЭСЛ.

Из-за низкого входного сопротивления схемы ЭСЛ обладают высоким быстродействием и работают преимущественно в активном режиме, следовательно, помеха, попавшая на вход, усиливается. Для повышения помехоустойчивости шину коллекторного питания делают очень толстой и соединяют с общей шиной.

По сравнению со схемами ТТЛ, схемы ЭСЛ обладают более высоким быстродействием, но помехоустойчивость у них гораздо ниже. Схемы ЭСЛ занимают большую площадь на кристалле, потребляют большую мощность в статическом состоянии, так как выходные транзисторы открыты и через них протекает большой ток. Схемы, построенные по данной технологии не совместимы со схемами, построенными по другим технологиям, использующим источники положительного напряжения.

В отличие от технологий, рассмотренных выше, технология ПМДП основана на МДП-структурах, которые обеспечивают следующие преимущества по сравнению с биполярными:

Статья в тему

Электромеханический следящий привод робота
Разработать электромеханический следящий привод «плечевой» степени подвижности двухзвенного плоского манипулятора робота, кинематическая схема которого изображена на рис. 1. Рис 1. Расчётная кинематическая схема манипуляционного механизма. Основные технические требова ...