Caracteristicile si parametrii portii TTL standard

Caracteristicile si parametrii portii TTL standard

Nivelele logice Valorile garantate pentru un circuit TTL sunt:

- V_{IL max} 0,8 V

- V_{IH min} 2,0 V

- V_{0L max} 0,4 V

- V_{0H min} 2,4 V

Astfel marginea de zgomot pentru nivel logic este:

M_L V_{IL max}-V_{0L max} 0,4 V

M_H V_{0H min}-V_{IH min} 0,4 V

In acest fel pentru portile TTL standard marginea de zgomot de c.c. este garantata la valoarea de 0,4 V pentru ambele nivele logice. Zona cuprinsa intre tensiunea de intrare in starea low maxima si tensiunea de intrare in starea high minima V_{IH min}-V_{IL max} 1,2 V, este interzisa deoarece un semnal de intrare cu valoarea cuprinsa intre aceste limite genereaza un raspuns nepredictibil.

Figura 4.7. Nivelele logice de intrare si de iesire pentru circuite logice TTL.

Curentii de iesire Se determina cu ajutorul circuitelor din figura 4.8 separat pentru starea respectiv . Astfel pentru V_0L V_{0L max}, I_0L 16 mA. Pentru V_0H V_{0H min}, I_0H 0,8 mA.

a) Nivel logic "1" b) Nivel logic "0"

Figura 4.8. Circuit pentru masurarea curentului de iesire in starea "1" (a) si "0" (b)

Curentii de intrare Se determina cu ajutorul circuitelor din figura  4.9 separat pentru starea respectiv . Pentru V_IL V_{0L max­} 0,4 V, I_IL 1,6 mA respectiv pentru V_IH V_{0H min} 2,4 V, I_IH mA.

a) Nivel logic "0" b) Nivel logic "1"

Figura 4.9. Circuit pentru masurarea curentului de intrare in starea 0 (a) si 1 (b)

Fan-out (capacitate maxima de incarcare) Cu valorile curentilor masurate mai sus se determina numarul maxim de intrari care pot fi comandate simultan de iesirea unei porti:

- pentru nivel logic

- pentru nivel logic

Astfel fan-out-ul garantat in conditiile cele mai defavorabile este egal cu 10 pentru intreaga familie TTL.

Timpul de propagare. Timpii de intarziere la propagarea informatiei logice prin poarta se masoara cu ajutorul unui circuit care simuleaza incarcarea unei porti cu 10 intrari de tip TTL si o sarcina capacitiva egala cu 15 pF. Pentru o poarta din seria CDB 4XX, valorile tipice sunt tpdHL 8 ns si tpdLH 12 ns, astfel ca pentru aceasta familie se considera in medie un timp de intarziere

t_pd (t_pdHL t_pdLH)/2 10 ns.

Puterea consumata. Se determina masurand curentul absorbit de la sursa de alimentare atat pentru iesirea in starea cat si in starea . Pentru CDB 400 E (4 porti SI-NU cu cate doua intrari) valorile tipice ale curentilor sunt I_ccL 12 mA, I_ccH 4 mA, consumul tipic are valoarea I_cc (I_ccL I_ccH)/2 8 mA. Pentru Vcc 5 V puterea disipata tipica este Pd 8x5 40 mW pe capsula sau 10 mW pe poarta.

Figura 4.10. Curentul absorbit de la sursa de alimentare

Intrari neutilizate. O intrare neutilizata a unei porti TTL se manifesta ca un 1 logic deoarece jonctiunea baza emitor a tranzistorului de intrare este polarizata invers, ca si in cazul aplicarii unui nivel logic ridicat.

Figura 4.11. Comparatie intre o intrare neutilizata si un nivel logic ridicat.

Cu toate acestea pentru obtinerea unei imunitati la zgomot mai bune si a unor timpi de propagare mai buni este mai bine ca aceste intrari neutilizate sa nu fie lasate neconectate. Exista diferite metode pentru a realiza acest lucru:

Intrari legate impreuna. Este cea mai uzuala metoda si consta in legarea intrarilor neutilizate la intrarile utilizate de la aceeasi poarta, fara a depasi capacitatea de incarcare a portii de comanda (figura 4.12). In starea zero logic toate intrarile legate impreuna reprezinta o singura unitate de sarcina in cazul portilor SI (SI-NU), respectiv fiecare intrare din cele legate impreuna reprezinta cate o unitate de sarcina in cazul portilor SAU (SAU-NU). In starea unu logic toate intrarile legate impreuna reprezinta cate o unitate de sarcina pentru toate tipurile de porti.

Figura 4.12. Intrari neutilizate legate impreuna

Legarea intrarilor neutilizate la V_cc sau masa. Intrarile neutilizate ale portilor SI (SI-NU), se pot conecta la Vcc prin intermediul unei rezistente de 1 kΩ. Intrarile neutilizate ale portilor SAU (SAU-NU), se pot conecta la masa (figura 4.13).

Figura 4.13. Intrari legate la V_cc sau la masa.

Intrari legate la iesirea unor porti neutilizate. Atunci cand exista porti neutilizate acestea pot fi folosite pentru a comanda intrarile neutilizate ale altor porti partial folosite. Iesirea unei porti logice nefolosite trebuie sa fie "1" logic pentru o intrare nefolosita de tipul SI (SI-NU) iar pentru o intrare neutilizata de tipul SAU (SAU-NU) trebuie sa fie "0" logic, dupa cum se prezinta si in figura 4.14.

Figura 4.14. Intrari legate la iesirile unor porti neutilizate.