3.4.Анализ результатов и выбор оптимальных величин для r1,r2,r3,r4,r12,c1.
Для
нахождения оптимальных значений
указанных компонентов необходимо знать
критерии оптимальности. В данном случае
будем минимизировать потребляемую
схемой мощность и увеличивать
быстродействие (уменьшать 
)
при сохранении допустимых выходных
уровней. Для этого покажем зависимости
параметров 
и 
от значений сопротивлений R1,R2,R3,R4,R12
и емкости C1.
На рисунке 46 представлена зависимость этих параметров от величины R1.
Рисунок
46 - Изменение значений 
и 
от величины R1.
Из рисунка видно общую тенденцию, которая заключается в том, что при уменьшении средней потребляемой мощности быстродействие ухудшается, то есть среднее время задержки прохождения сигнала увеличивается. Также видно, что средняя мощность с ростом R1 падает сначала резко, а затем ее падение уменьшается. Среднее же время задержки возрастает почти линейно. Примем как оптимальное значения R1 = 3000 Ом.
На
рисунке 47 представлена зависимость 
и 
от величины R2.
Рисунок
47 - Изменение значений 
и 
от величины R2.
Видно,
что 
имеет небольшой выброс при R2
= 5000 Ом. Существенно также, что 
возрастает незначительно. Выберем как
оптимальное значение сопротивления R2
= 4000 Ом.
На
рисунке 48 представлена зависимость
и 
от величины R3.
Рисунок
48 - Изменение значений 
и 
от величины R3.
Рисунок
48 показывает, что при изменении R3
в обозначенных пределах довольно сильно
меняется 
(от 20 до 42 мВт). Выбираем как оптимальное
значение R3
=1500 Ом.
На
рисунке 49 представлена зависимость 
и 
от
величины R4.
Рисунок
49 - Изменение значений 
и 
от величины R4.
Видно,
что изменения как 
, так и 
незначительные. Будем считать , что
оптимальное значение R4
= 2000 Ом.
На
рисунке 50 представлена зависимость 
и 
от величины R12.
Рисунок
50 - Изменение значений 
и 
от величины R12.
Графики
показывают, что при незначительном
изменении 
(от 27 до 23 мВт) среднее время задержки
изменяется почти линейно в зависимости
от мощности, в области значений R12
(от 400 до 2400 Ом). Выбираем оптимальное
значение R12
= 1600 Ом.
На
рисунке 51 представлена зависимость 
и 
от величины C1.
Рисунок
51 - Изменение значений 
и 
от величины C1.
Рисунок
51 показывает, что при увеличении емкости
нагрузки C1
возрастают обе величины (
и 
), причем 
возрастает почти в 2 раза. Принимаем как
оптимальное значение C1
= 15 пФ.
Заключение
В работе проанализировано функционирование конкретного базового элемента И-НЕ серии 1531 с помощью программы схемотехнического моделирования Micro Cap 9. Предложены оптимальные значения величин входящих в этот элемент резисторов с точки зрения минимальной средней потребляемой мощности и максимального быстродействия. Полученные результаты могут быть полезны при проектировании интегральных микросхем, а также при анализе принципиальных схем радиоэлектронных устройств.
Список использованных источников
1. Амелина М.А.,Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap 8. – М.: Горячая линия –Телеком, 2007.
2. Бабич Н.П., Жуков И.А. Основы цифровой техники / Учебное пособие. - М.: Издательский дом «Додека – XXI», К.: «МК-Пресс», 2007.
3. Новожилов О.П. Основы цифровой техники / Учебное пособие. – М.: И П РадиоСофт, 2004.
4.Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (полный курс): Учебник для вузов. Под ред. О.П. Глудкина - М.: Горячая Линия – Телеком, 2003.
5. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П.П.Мальцев , Н.С.Долидзе, М.И.Критенко и др.- М.: Радио и связь,1994.
6. Соломатин Н.М. Логические элементы ЭВМ: Практическое пособие для вузов, 2-е издание, перераб. и доп. – М.: Высшая школа ,1990.
7.Жеребцов И.П. Основы электроники.- 5-е издание, перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989.
8.Бакалов В.П. и др. Основы теории электрических цепей и электроники: Учебник для вузов/ В.П. Бакалов, А.Н. Игнатов, Б.И. Крук – М.: Радио и связь,1989.
9.Айсберг Е. Транзистор… Это очень просто! Пер. с франц. Изд. 4-е, перераб. - М., «Энергия», 1977.