組合邏輯電路中的競爭與冒險

1、 組合邏輯電路中的競爭與冒險 前面分析組合邏輯電路時，都沒有考慮門電路的延遲時間對電路產(chǎn)生的影 響。實際上，從信號輸入到穩(wěn)定輸出需要一定的時間。 由于從輸入到輸出的過程 中，不同通路上門的級數(shù)不同，或者門電路平均延遲時間的差異， 使信號從輸入 經(jīng)不同通路傳輸?shù)捷敵黾壍臅r間不同。 由于這個原因，可能會使邏輯電路產(chǎn)生錯 誤輸出，通常把這種現(xiàn)象稱為競爭冒險。 競爭：在組合邏輯電路中，某個輸入變量通過兩條或兩條以上途徑傳到輸出 門的輸入端，由于每條途徑的延遲時間不同幫到達輸出門的時間就有先有后，這 種現(xiàn)象稱為競爭。 冒險：是指數(shù)字電路中，某個瞬間出現(xiàn)了非預期信號的現(xiàn)象， 即某一瞬間數(shù) 字電路出現(xiàn)了違背

2、真值表所規(guī)定的邏輯電平。這樣就出現(xiàn)了不該出現(xiàn)的尖脈沖， A& p Yi (a) A 1i Y2 (a) A : : a訂|?1 I III I Yi (b) A _ L ALdJ_L_U Y2UU (b) 這個尖脈沖可能對后面的電路產(chǎn)生干擾 一、競爭冒險的概念及其產(chǎn)生的原因 以圖示電路為例可看出，大多數(shù)組合電路都存在競爭，但所有競爭不一定都 產(chǎn)生錯誤的干擾脈沖。競爭是產(chǎn)生冒險的必然條件，而冒險并非競爭的必然結果。 由以上分析可知，只要兩個互補的信號送入同一門電路， 就可能出現(xiàn)競爭冒 險。因此把冒險現(xiàn)象分為兩種： 1“ 0”型冒險 a+A冒險在理想情況下輸出電平為“ 1”，由于競爭輸出產(chǎn)生低電平

3、窄脈沖。 第二 AA=0% 二A A=1 2“ T型冒險 A A冒險在理想情況下輸出電平為“ 0”，由于競爭輸出產(chǎn)生高電平窄脈沖。 二、競爭冒險的判斷方法 判斷競爭冒險是否存在的方法很多，最常見的方法有: 1 代數(shù)法 在邏輯函數(shù)表達式中，是否存在某變量的原變量和反變量。若去掉其他變量 得到Y = A A，電路有可能產(chǎn)生“ 0”冒險；若得到Y = A入，貝U可能產(chǎn)生“ 1” 冒險。 2 卡諾圖法 畫出邏輯函數(shù)的卡諾圖，當卡諾圖中兩個合并最小項圈相切， 即兩個合并最小項 圈相鄰一有相鄰項，各合并最小項圈各自獨立一不相交時， 這個邏輯函數(shù)有可能 出現(xiàn)冒險現(xiàn)象。 三、消除競爭冒險的方法 1 修改邏輯設

4、計 (1) 代數(shù)法 邏輯變換消去互補量 、=(A B)(A C)當B=C=0時，Y = AA，存在競爭冒險。若將邏輯函數(shù)表 達式進行邏輯變換，則 丫二AC Ab BC，這時消去了 A A互補量，從而不會 產(chǎn)生競爭冒險。 增加乘積項 Y =AB AC當B=C=1時，丫 = A A，存在競爭冒險。若增加乘積項 BC 則丫二AB AC BC，消除了競爭冒險。 (2) 卡諾圖法 將卡諾圖中相切的圈用一個多余的圈連接起來，即可消除冒險現(xiàn)象。 2 丫二 AB BC AC A ,- 2 B & 3 5 * Y B & 1 C 4 & 封鎖脈沖要與信號 2 引入封鎖脈沖 為了消除競爭冒險產(chǎn)生的干擾脈沖，可引入封鎖脈沖, 轉換時間同步，而且封鎖脈沖寬度不應小于電路從一個穩(wěn)態(tài)轉換到另一個穩(wěn)態(tài)的 過渡時間。 3 引入選通脈沖 選通法是當有冒險脈沖時，利用選通脈沖把輸出級封鎖住，使冒險脈沖不能 輸出，而當冒險脈沖消失之后，選通脈沖又允許正常輸出。它出現(xiàn)的時間應與輸 入信號變化的時間錯開，從而避開了冒險，在時間上則在干擾脈沖已經(jīng)消失之后 才加入，這樣電路的輸出不再是電位信號，而是一個脈沖信號。 4 輸出端并聯(lián)電容一濾波電容 因為競爭冒險所產(chǎn)生的干擾脈沖一般很窄，所以當電路工作頻率不很