Согласно ГОСТ 2.743-82 условное графическое обозначение (УГО) элемента цифровой логики имеет форму прямоугольника, к которому подводят линии выводов. УГО элементов может содержать три поля: основное и два дополнительных. Дополнительные поля располагают слева и справа от основного. Допускается дополнительные поля разделять на зоны, которые отделяют горизонтальной чертой. В первой строке основного поля помещают обозначение функции, выполняемой элементом. В дополнительных полях помещают информацию о функциональных назначениях выводов. Линии выводов характеризуются меткой и указателем. Метка – это наименование вывода. Указатель характеризует свойства вывода. Входы элемента изображают с левой стороны УГО, выходы – с правой стороны. Размеры УГО определяются по высоте:
- количеством линий выводов;
- количеством интервалов;
- количеством строк информации в основном и дополительных полях;
- размером шрифта;
по ширине:
- наличием дополнительных полей;
- количеством знаков, помещаемых в одной строке внутри УГО;
- размером шрифта.
Расстояние между линиями выводов должно быть не менее и кратным величине «С» (минимальное «С» = 5 мм).
Расстояние между горизонтальной стороной УГО, границей зоны и линией вывода должно быть не менее и кратным «С/2».
Начертание и размеры условных графических обозначений (далее для краткости – УГО) элементов должны быть такими, как указано в стандартах.
Составляя схему устройства, следует придерживаться общепринятого правила вход – слева, выход – справа
УГО наиболее часто встречающихся в схемах элементов и их размеры в масштабе 1:1 приведены на рисунке. Возле каждого элемента (желательно сверху или справа) должно быть указано его позиционное обозначение (R1, R2.., С1, С2 и г д.). Нумеровать элементы необходимо слева направо – сверху вниз, например, так:
R1 R4 R7 R9
R2 R5
R3 R6 R8 R10
Для упрощения схем нередко используют слияние линий электрической связи в одну так называемую групповую линию связи, которую изображают утолщенной линией. В непосредственной близости от мест входа в групповую линии обычно нумеруют. Вместо номеров можно использовать буквенные обозначения сигналов, иногда это упрощает чтение схемы. Минимальное расстояние между соседними линиями, отходящими от групповой в разные стороны, должно быть не менее 2 мм (в масштабе 1:1). Линии, выходящие из конца линии групповой связи, изображают линиями нормальной толщины.
УГО микросхем цифровой и аналоговой техники построены на основе прямоугольников, называемых полями. УГО простейших устройств (например, логических элементов) состоят только из основного поля, в более сложных к нему добавляют одно или два дополнительных, располагаемых слева и справа. В основном поле помещают надписи и знаки, обозначающие функциональное назначение элемента или микросхемы, в дополнительных – так называемые метки, поясняющие назначение выводов. Ширина полей определяется числом знаков (с учетом пробелов) Минимальная ширина основного поля – 10, дополнительных – 5 мм. Расстояние между выводами, а также между выводом и горизонтальной стороной УГО или границей зоны, отделяющей одни выводы от других, – 5 мм (все размеры в масштабе 1:1).
В местах присоединения линий-выводов изображают специальные знаки (указатели), характеризующие их особые свойства, небольшой кружок (инверсия), наклонную черточку ("/" – прямой, "\" – инверсный динамический вход), крестик (вывод, не несущий логической информации, например, вывод питания).
В правом поле УГО цифровых микросхем иногда помещают знаки, построенные на основе ромбика. Если он снабжен черточкой сверху, это означает, что данный вывод соединен с коллектором р-п-р транзистора, эмиттером n-p-п транзистора, стоком полевого с р-каналом или истоком транзистора с n-каналом. Если же названные электроды принадлежат транзисторам противоположной структуры или приборам с каналом противоположного типа, черточку помещают снизу. Ромбиком с черточкой внутри обозначают вывод с так называемым состоянием высокого выходного сопротивления (Z-состоянием)
Чтобы не загромождать схему цепями питания цифровых микросхем, соответствующие выводы в их УГО обычно не изображают, а чтобы было ясно, к каким выводам подводится питание, в местах, откуда оно поступает (выход источника питания, цепь, к которой подключается внешний источник), помещают стрелки с адресами, например, "К выв. 14 DD1, DD2, выв 10 DD3, DD4, выв. 16 DD5, DD6"
И, наконец, – об УГО используемых в структурных и функциональных схемах. Их основа – квадрат, в котором указывается функциональное назначение устройства. В частности, символ генератора помимо буквы G, может содержать область частот (одна синусоида – низкие частоты, две – звуковые, три – высокие), конкретное значение частоты (например, 500 кГц), форму колебаний в виде упрощенной осциллограммы, наличие стабилизации частоты и т. д.
Два или три символа синусоиды используют также для указания назначения фильтров, но здесь они обозначают полосы частот. Например, в УГО фильтров верхних (ФВЧ) и нижних частот (ФНЧ) две синусоиды символизируют колебания частот, лежащих выше и ниже частоты раздела (в первом случае зачеркнута нижняя синусоида, следовательно, устройство пропускает сигналы с частотой выше частоты среза, во втором – верхняя, что говорит о пропускании сигналов ниже этой частоты). В УГО полосового и режекторного фильтров – три синусоиды. Как и в предыдущем случае, пропускаются полосы частот, обозначенные не зачеркнутыми синусоидами: если зачеркнуты верхняя и нижняя, – фильтр полосовой, а если средняя, – режекторный.
Усилители обозначают либо квадратом с треугольником – символом усиления – внутри, либо равносторонним треугольником (вершина с выводом выхода – направление передачи сигнала). Предпочтительно второе УГО: оно более наглядно и к тому же позволяет указать в нем, например, число каскадов устройства (его вписывают в треугольник).
УГО линий задержки вместо символов сосредоточенных и распределенных параметров могут содержать численное значение времени задержки, а также знаки, обозначающие способ преобразования: пьезоэлектрический (в виде символа кварцевого резонатора), магнитострикционный (две горизонтально расположенные полуокружности).
Параметры ИМС
Различают три основных метода испытаний интегральных микросхем: статические, динамические и стендовые (функциональные).
К статическим параметрам относятся: уровни входных и выходных напряжений и токов, соответствующие значениям логической единицы (U1вых, U1вх, I1вых, I1вх) и нуля (U0вых, U0вх, I0вых, I0вх); ток потребления при низком и высоком уровне выходного напряжения (I0пот,I1пот).
Статическая помехоустойчивость оценивается наибольшим напряжением помехи Uпом, действующей на входе, которое не вызывает ложного переключения элемента из «1» в «0» и наоборот. Помехоустойчивость можно определить по передаточной характеристике – зависимости выходного напряжения от входного.
Средняя потребляемая мощность определяется, как мощность, равная полусумме потребляемых мощностей от источника питания в двух различных устойчивых состояниях.
Коэффициент разветвления по выходу (нагрузочная способность), численно равен количеству входов аналогичных элементов, которые можно подключить к его выходу без нарушения его работоспособности,
Коэффициент объединения по входу равен числу входов элемента.
Динамические параметры характеризуют быстродействие интегральной схемы и ее устойчивость к воздействию импульсных помех. Динамические параметры определяются по переходной характеристике элемента «НЕ». Необходимо учесть, что «лог. 0» и «лог. 1» определяются по уровням 0,1Um и 0,9Um .
Основными динамическими параметрами являются:
−время задержки включения;
−время задержки выключения;
-время задержки распространения сигнала при включении;
−время задержки распространения сигнала при выключении;
−время включения;
−время выключения.
