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组合逻辑电路中的竞赛冒险

2017-04-13 10:59分类:电工考证知识 阅读:

 

实习上,信号经过连线及集成门都有必定的推延时刻,也或许有前后快慢的差异。因为从输入到输出的进程中,纷歧样通路上门的级数纷歧样,或许门电路均匀推延时刻的差异,使信号从输入经纷歧样通路传输到输出级的时刻纷歧样。遭到上面要素的影响后,或许在输入信号改动的顷刻间,在输入端呈现一些禁绝确的尖峰信号输出,通常把这种景象称为竞赛冒险。
1、发作竞赛冒险的要素
首要来剖析图1所示电路的作业状况,以树立竞赛冒险的概念。在图1(a)中,与门G2的输入是AA两个互补信号。因为G1的推延,A的降低沿要滞后于A的上升沿,因此在很短的时刻距离内,G2的两个输入端都会呈现高电平,致使它的输出呈现一个高电平脉冲(它是按逻辑计划央求不该呈现的搅扰脉冲),如图1(b)所示。与门G2的2个输入信号别离由G1和A端的两个途径在纷歧样的时刻抵达的景象,通常称为竞赛,由此而发作输出搅扰脉冲的景象称为冒险。


(a)逻辑电路(b)作业波形
图1 发作正跳变脉冲的竞赛冒险

下面进一步剖析组合逻辑电路发作竞赛冒险的要素。设有一个逻辑电路如图2(a)所示,其作业波形如图2(b)所示。它的输出逻辑表达式为L=AC+BC。由此式可知,当AB都为1时,L=1,与C的状况无关。可是,由图2(b)能够看出,在C由1变0时,C由0变1有一推延时刻,在这个时刻距离内,G0和G3的输出AC BC 一同为0,而使输出呈现一负跳变的窄脉冲,即冒险景象。这是发作竞赛冒险的要素之一。由以上剖析可知,当电路中存在由反相器发作的互补信号,且在互补信号的状况发作改动时或许呈现冒险景象。
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图2 发作负跳变脉冲的竞赛冒险 (a)逻辑电路 (b)作业波形

2、消除竞赛冒险的办法
关于上述要素,能够选用以下办法消除竞赛冒险景象。
1. 发现并消掉互补变量
例如,函数式F=(A+B)(A+C),在B=C=0时,F=AA。若直接依据这个逻辑表达式构成逻辑电路,则或许呈现竞赛冒险。能够将该式改换为FAC+AB+BC,这儿已将AA消掉。依据这个表达式构成逻辑电路就不会呈现竞赛冒险。
2. 添加乘积项
关于图2(a)所示的逻辑电路,能够依据早年所介绍的常用恒等式,在其输出逻辑表达式中添加乘积项AB。这时,L=AC+BC+AB,对应的逻辑电路如图3所示。由图2(b)能够看出,呈现负跳变窄脉冲处,恰是AB均为1时。显着,关于图3所示电路,当A=B=1时,G5输出为1,G4输出亦为1,这就消除了C 跳变时对输出状况的影响,然后消除了竞赛冒险。

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图3 添加了乘积项AB的逻辑电路

3.输出端并联电路
假定逻辑电路在较慢速度下作业,为消除竞赛冒险,能够在输出端并联一电容器,其容量为4~20pF之间。如图4(a)所示,即在图2(a)所示电路的输出端并联电容C。因为或门G4存在一输出电阻R0,致使输出波形上升沿和降低沿改动比照缓慢。因此关于很窄的负跳变脉冲起到平波的作用,如图4(b)所示。显着,这时在输出端不会呈现逻辑差错。
以上介绍了发作竞赛冒险的原理和打败竞赛冒险的办法。要能极好地处理这一疑问,还有必要在实习中堆集和总结阅历。
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图4 并联电容器消除竞赛冒险 (a)电路 (b)输出波形

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