Курсовая работа: Суммирующий счетчик
Рисунок 7.1.1. Электрическая схема суммирующего счетчика.
Рисунок 7.1.2. Диаграмма переключения счетчика (частота 100 МГц)
7.2 Топологическое проектирование
Результаты топологического проектирования в Microwind:
Рисунок 7.2.1. Топология суммирующего счетчика
Рисунок 7.2.2. Диаграмма переключения суммирующего счетчика (частота 100МГц).
Таблица 7.2.1. Результаты топологического моделирования суммирующего счетчика.
| t10 зд , нс | t01 зд , нс | tср зд , нс | tср , нс | tфр , нс |
| 9,280 | 9,620 | 9,450 | 1,210 | 1,120 |
7.3 Анализ и корректировки
При анализе рабочих частот схема была промоделирована на частотах 100 и 1000 МГц. На частоте 100 МГц схема полностью сохраняет свою функциональность. Частоту 1000 МГц можно считать максимальной рабочей частотой для данного устройства, выше которой функциональность не обеспечивается, так как у устройства в «нуле» уже нет «планки» постоянного сигнала, что при дальнейшем повышении частоты приведет к невозможности срабатывания на переключение.
Рисунок 7.3.1. Диаграмма переключения устройства на частоте 100 МГц.
Рисунок 7.3.2. Диаграмма переключения устройства на частоте 1000 МГц.
При анализе быстродействия схемы в диапазоне допустимого изменения напряжения питания, было проведено моделирование схемы при напряжении питания в 5 В и 3,6 В. Исходя из результатов моделирования, можно сделать вывод, что снижение напряжения питания приводит снижению быстродействия счетчика, и наоборот.
Рисунок 7.3.3. Диаграмма переключения счетчика при напряжении питания в 3,6 В.
При анализе быстродействия схемы при изменении величины нагрузочной емкости, было проведено моделирование схемы при значениях нагрузочной емкости в 0,3 пФ и 3 пФ. Исходя из результатов моделирования, можно сделать вывод, что увеличение величины нагрузочной емкости ведет к снижению быстродействия схемы, а уменьшение – к увеличению быстродействия. То есть, изменение выходной емкости дает результат, аналогичный варьированию напряжения питания.
Рисунок 7.3.4. Диаграмма переключения счетчика при значении нагрузочной емкости в 3 пФ.
Таблица 7.3.1. Результаты варьирования значений напряжения питания и нагрузочной емкости (для первого выхода).
| 5 В; 0,3 пФ | 3,6В; 0,3 пФ | 5В; 3пФ | |
| t10 зд , нс | 1,190 нс | 1,210 нс | 1,940 нс |
| t01 зд , нс | 0,970 нс | 1,180 нс | 1,540 нс |
| tср зд , нс | 1,080 нс | 1,195 нс | 1,740 нс |
| tср , нс | 0,610 нс | 0,650 нс | 1,370 нс |
| tфр , нс | 0,540 нс | 0,630 нс | 0,810 нс |
8. Расчет межсоединений и паразитных емкостей
Расчет произведения RC выполняется для одного из главных сигналов – тактирующего импульса входной частоты. Для расчета паразитных емкостей и сопротивлений используем следующие значения:
-сопротивление 1-го слоя металлизации Rm2 = 0,07 Ом/□
-толщина окисла dок = 0.5мкм
-диэлектрическая проницаемость окисла xxо = 1×10-12 Ф/см
Рассмотрим случай с самой длинной рабочей шиной. Таковой будет являться линия передачи сигнала от четвертого по счету триггера к пятому. Ее длина не превышает 150λ или 60 мкм, ширина – 1,6 мкм.
Расчет:
Паразитное сопротивление:
