数字电路中传输延时的影响 — 竞争冒险

大家好,我是小小的电子之路,这是我的第32篇原创文章,很高兴与大家一起分享~

原文出自微信公众号【小小的电子之路】

门电路的两个或多个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变的现象叫做竞争,这种竞争可能在电路的输出端产生尖峰脉冲,这种现象称为竞争冒险

竞争冒险产生的根本原因是不同的输入信号是通过不同的路径传输的,每条路径的传输延时不同,从而导致信号不能同时到达,输出信号就会出现不应出现的毛刺。接下来,我们通过一个简单的例子了解一下竞争冒险现象。

这是一个组合逻辑电路,输入信号B取反后与输入信号A异或得到输出信号C。

假设输入信号由

A=0,B=1

变化为

A=1,B=0

理论上,输出信号C恒为0,时序图如下:

但是,实际信号在传播过程中必然会存在一定的延时,为分析简单起见,只考虑非门的延时,则时序图如下,输出信号C出现了毛刺,就有可能影响后级电路的逻辑功能,这就是竞争冒险

下面通过仿真来验证一下上述分析:

对于仅考虑逻辑功能的功能仿真,仿真结果与理想情况下的时序图一致,输出信号C恒为0,没有出现毛刺。

而考虑了传输延时的门级仿真,输出信号C出现毛刺,由于仿真过程考虑的信号延时情况更复杂,因此时序图与上述分析存在一定区别。

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