基于实验方法揭示竞争冒险的成因奥秘一
在上升沿和下降沿,干扰脉冲幅度大小不等。由于线间电容、电感等噪声的存在和影响,干扰脉冲是个非对称波形,表现为上升时间长变化缓慢,下降时间短变化陡峭并且存在过冲现象。
3.2 竞争冒险产生条件
由图4可以看出,竞争冒险的产生受到四个要素的制约,即时间延迟、过渡时间、逻辑关系和延迟信号相位。时间延迟 [1],即信号在传输中受路径、器件等因素影响,输入端信号间出现的时间差异[2];过渡时间,即脉冲信号状态不会发生突变,必须经历一段极短的过渡时间[2];逻辑关系,即逻辑函数式[4];延迟信号相位,即延迟信号状态间的相位关系,涵盖延迟信号同相位和延迟信号反相位两个方面。延迟信号状态变化相同的则是延迟信号同相位,反之则是反相位。H、Z6 是延迟信号同相位,在异或逻辑产生了干扰脉冲。若H 、Z6是延迟信号反相位,即便异或逻辑也产生不了干扰脉冲。
信号在传输中,时间延迟现象随时存在,而干扰脉冲则时有时无,究其原由是逻辑关系和延迟信号相位要素在起关键作用。干扰脉冲是延迟信号在状态改变的过渡期间产生的,所以,时间延迟和过渡时间要素是竞争冒险的产生原因 [2],逻辑关系和延迟信号相位要素是竞争冒险的产生机制。由原因和机制,构成竞争冒险的产生条件。当电路满足产生条件时,则一定产生干扰脉冲。
4 竞争冒险的演变过程
4.1 不同路径、频率信号的竞争冒险测试
将图1电路由7级扩大到11级(电路图略),可通过更长路径和不同频率信号来探究各奇数门竞争冒险的产生以及演变情况,见表的测试参数。
表1记录了11级异或门电路在10 Hz~1 MHz TTL信号时,各奇数门信号在上升沿(£)和下降沿(£)的时间延迟t、干扰脉冲幅度Vp-p ,以及干脉宽tp和干脉态V p1/Vp0的测试参数。对于1MHz以上信号的竞争冒险,拟作另文研究。表1中的阴影部分是“2 竞争冒险的测试”中的测试参数。
4.2 竞争冒险与信号频率、传输路径间的关系
各奇数门在10 Hz~1 MHz信号时的输出几乎相同,表明竞争冒险的产生与信号频率无关。随着奇数门的增加t也在增大,表明竞争冒险的产生与信号传输路径有关,即与时间延迟有关。
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