таблица истинности

Справочные данные К1533КП7

Питание(+5±5% В): вывод 16 Земля: вывод 8

Iпот, мА 10

Iвх 0;1, мА -0,4; 0,02

Iвых 0;1, мА 8; -0,4

Uвых 0;1, В 0,5; 2,7

T_зд , н.с 20

2.4 Расчет требований к источнику питания

Используя справочные данные мультиплексора К1533КП7 рассчитаем требования к источнику питания. Найдем мощность потребляемую одной микросхемой

P_мик=I_пот * U_пит =0,01А *5В = 50 мВт.

Зная мощность потребляемую одной микросхемой найдем мощность потребляемую всей схемой Р_схем =N*Р_мик =3*0,05 =150 мВт.

где N количество микросхем.

Для данной схемы нужен источник питания на напряжения 5В , нестабильность напряжения не должна превышать ±5%, мощностью не мнение 150 мВт.

2.5 Анализ гонок сигналов

Гонки сигналов в комбинационных схемах это процесс связанный с тем что на разные входы данной микросхемы поступают сигналы имеющие разную величину временной задержки относительно тактовых точек. Для анализа наличия гонок в схеме необходимо посмотреть все возможные варианты действия на микросхему сигналов на ее входе при наличии взаимных временных задержек сигналов друг относительно друга.

Меры борьбы с гонками .

Первое выравнивание запаздывания сигналов за счет искусственных задержек тех сигналов которые опережают друг друга. Для задержек могут использоваться повторители имеющие задержку. Этот способ сопряжен с усложнением схемы.

Еще один способ это для борьбы с гонками это увеличить длительность импульса снизив тактовую частоту. Так как допускается искажения в виде изменение длительности импульса не более .

Наша комбинационная схема не будет работать на большой частоте то для борьбы с гонками используем метод увеличения длительности импульса, а следовательно уменьшения тактовой частоты.

2.6 Расчет надежности устройства.

Любое устройство создается для надежной безотказной работы. Свойство устройства сохранять во времени в установленных пределах значения всех па­раметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и ре­монтов, хранения и транспортирования, называется надежностью. Если все па­раметры соответствуют требованиям документации, такое состояние называют работоспособным, а событие, состоящее в нарушении работоспособности, -отказам. Таким образом, для возникновения отказа достаточно ухода хотя бы одного параметра за пределы, установленные нормативно-техническими доку­ментами

В зависимости от того, каким образом проявляются эти ухода парамет­ров, различают внезапные и постепенные отказы. Внезапный отказ характеризу­ется скачкообразным изменением эксплуатационных параметров устройства, в связи с чем прогнозировать момент его возникновения практически невозможно Примеры внезапных отказов - короткое замыкание обкладок конденсатора, об­рыв выводов или пробой перехода транзистора. Постепенный отказ характери­зуется постепенными, плавными изменениями во времени одного или несколь­ких параметров, обусловленными влиянием необратимых процессов старения и износа. При этом. наблюдая за соответствующими параметрами в течение дли­тельного времени, всегда можно выявить тенденции или закономерности их из­менения и предсказать причину и время возникновения отказа. В качестве при­мера постепенных отказов можно привести увеличение обратного тока коллек­торного перехода транзистора I_ко, уменьшение коэффициента передачи или по­лосы пропускания линейной интегральной схемы

Для цифровых устройств, работающих в условиях действия помех (навод­ки по цепям питания, внутренние шумы и т. д), характерно наличие относитель­но большого числа самоустраняющихся отказов (сбоев). Данный вид отказов связан с нарушением работоспособности устройства на короткое время. после" чего правильная работа аппаратуры восстанавливается самопроизвольно, без вмешательства извне. Следствием сбоев могут быть искажения информации (ис­ходных данных, управляющих воздействий и т д.), что может повлиять на нор­мальное функционирование устройства малая длительность сбоя осложняет задачу его выявления и ликвидации связанных с ним нежелательных последствий.

Надежность любого объекта, в том числе и электронного устройства, зависит от многих факторов, таких, как качество использованных в нем деталей. их взаимное расположение, условия охлаждения, качество сборки (монтажа), ус­ловия эксплуатации (температура, влажность, наличие вибрации), качество обслуживания и пр. В зависимости от назначения и режима эксплуатации изделия можно разделять на две группы: 1) невосстанавливаемые, при отказе их заменя­ют исправными (к ним относят элементы электронной и электротехнической ап­паратуры: резисторы, конденсаторы, диоды, интегральные микросхемы и пр.), 2) восстанавливаемые, их можно ремонтировать, заменяя в них отказавшие эле­менты и восстанавливая нарушенные связи.

Рассматривая отказ как событие случайное, для количественной оценки надежности используют вероятность безотказной работы и вероятность отказа вероятность того. что в заданном интервале времени t отказ устройства не про­изойдет , т. е. его эксплуатационные параметры будут находиться в установлен­ных пределах, называется вероятностью безотказной работы P(t). Данная ха­рактеристика представляет собой монотонно убывающую функцию времени t, причем Р(0) = 1. Р (∞) = 0. (Предполагается, что вначале изделие исправно, а по­сле некоторого времени, может быть очень большого, оно обязательно выйдет из строя.) Представление о том, каков характер функции P(t), можно получить в ре­зультате эксперимента с большой группой изделий. Результаты эксперимента с группой отражают поведение всей массы изделий (генеральной совокупности), если выборка достаточно объемна. В этом случае говорят о представительной выборке. Пусть выборка содержит No = 1000 изделии (резисторов, конденсато­ров, микросхем). Поставим их в режим, соответствующий паспортным условиям эксплуатации (окружающая температура, ток, напряжение), и будем фиксиро­вать момент отказа каждого изделия или количество отказавших изделий нарас­тающим итогом через каждые Δt ч. Тогда вероятность безотказной работы )

P(t)=N(t)/N,, (1)

где N(t) - число изделий, оставшихся исправными к моменту времени t. Распо­лагая полученной информацией, можно определить, какова в среднем вероят­ность того. что аналогичное изделие будет работоспособным через 10, 100,1000 ч, сколько часов может эксплуатироваться изделие, если задано допустимое нижнее значение P(t).

Вероятность отказа определяется как вероятность появления отказа в течение времени t: Q(t) = (No - N(t))/No. Так как работоспособное состояние в co- стояние отказа образуют полную, группу событий (третьего не дано!), то харак­теристики P(t) и Q(t) удовлетворяют соотношению P(t) +Q(t) = 1.

Введем понятие плотности вероятности появления отказа:

(2)