Расчет быстродействия и потребляемой мощности

Спроектированная принципиальная схема объекта сопровождается поверочными расчетами технических характеристик: быстродействия, потребляемой мощности, погрешности и т.д.

В данном курсовом проекте необходимо рассчитать быстродействие и потребляемую мощность.

Расчет потребляемой мощности.

В первом приближении Рсумм рассчитывается как сумма максимальных мощностей, потребляемых микросхемами.

(4.1.1)

Рпот – потребляемая мощность;

Рмахi– максимальная потребляемая мощность ИМС i-го типономинала;

ni– количество ИМС i-го номинала;

M – число различных типономиналов ИМС, входящих в схему.

При расчете Рмахiнеобходимо пользоваться формулой:

(4.1.2)

Uпит – напряжение источника питания микросхем (для ИМС серии ТТЛ Uпит=5В).

Iпотi – максимально потребляемый ток ИМС i-го типа.

Максимальная потребляемая мощность для каждой ИМС приведена в таблице 4.1.1.

Таблица 4.1.1.

Таблица мощностей ИМС.

(4.1.3)

Расчет быстродействия.

Быстродействие относится к динамическим характеристикам ИМС и характеризуется временем задержки распространения сигнала. Временная задержка - период времени с момента поступления сигнала на вход ИМС до времени его появления на выходе.

В схемах, содержащих несколько последовательно включенных ИМС, время задержки распространения сигнала определятся суммой задержки распространения по всем микросхемам (см. формула 4.2.1).

(4.2.1)

где – суммарная задержка в распространении сигнала через n микросхем от входа первой к выходу последней (n-й).

– средняя задержка распространения сигнала для n-й микросхемы:

(4.2.2)

где – задержка распространения сигнала при переходе от уровня логической 1 к уровню логического 0;

– задержка распространения сигнала при переходе от уровня логического 0 к уровню логической 1.

Для ИМС со многими функционально неравнозначными входами и несколькими выходами время задержки распространения по различным входам неодинаковы. При разработки схем необходимо использовать цепи, создающие минимальные задержки.

Для оценки быстродействия следует выбрать цепь наибольшей длины и рассчитать её суммарную задержку .

Типы ИМС и их время задержки, составляющие самую длинную цепь в данном проекте, представлены в таблице 4.2.1.

Таблица 4.2.1

Типы ИМС и время задержки.

С помощью формулы 4.2.1 определяется общее время задержки:

(4.2.3)

Заключение.

В данном курсовом проекте был разработан преобразователь двоичного кода в семисегментный. В ходе проектирования были получены такие навыки как:

1. Выбор и обоснование принципов построения объекта (структурная схема);

2. Разработка функциональных элементов и анализ их функционирования в соответствии с заданными условиями (функциональная схема);

3. Выбор способа реализации функциональных элементов на реально существующих ИМС (принципиальная схема);