Условные обозначения элементов цифровой техники

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 0,1U_m и 0,9U_m .

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.