[Oldring 0]

В том и суть, что необратим. После того, как выход ОУ упадет ниже порога + дельты. А пока он еще обратим - выход всей схемы находится в стабильном нуле, и эта болтанка от порога до питания никого не трогает.

 

Как это "в нуле"? Выход ОУ при этом падает с +5 до 0.8 вольт, отслеживая и усиливая падение напряжения на RC. Так как условие обратимрости - нулевое диффнапряжение, то совершенно не важно где у ОУ плюс, где минус. По крайней мере для качественной оценки.

 

А если выходное напряжение все же упало в процессе переключения до 0.8 вольт - то при этом есть 100% гарантия, что процесс переключения уже необратим - через резистор R5 порог уменьшается значительно быстрее, чем может уменьшится входное напряжение, и диф. напряжение в результате растет, а не "болтается около нуля".

 

Да нет, это заблуждение, что "гораздо быстрее" Скорость падения напряжения на выходе ОУ в первом приближении пропорционально диффнапряжению на входе ОУ. То есть какое надо - такое и будет, все зависит от прицеливания. 0.8 вольт ничем не выделяется - у Вас делитель с выхода ОУ на половину питания с K=21. Иначе говоря, для выхода ОУ никаких порогов нет, они есть только для входа. Но весь процесс происходит пока RC падает между верхним и нижним порогом, метастабильность должна разрежиться когда RC еще не дошел до нижнего порога.

[SM 0]

Как это "в нуле"? Выход ОУ при этом падает с +5 до 0.8 вольт, отслеживая и усиливая падение напряжения на RC. Так как условие обратимрости - нулевое диффнапряжение, то совершенно не важно где у ОУ плюс, где минус. По крайней мере для качественной оценки.

 

А так, "в нуле". За ноль на выходе у нас принято все, что >=0.8 вольт, и +5...+0.8 вполне попадают под определение "нуля".

Пороги у выхода - ЕСТЬ. Они заданы в ТЗ. Все, что больше 0.8 вольт, принимается за ноль, все, что меньше 0.5 - за единицу.

А условие обратимости - это отнюдь не нулевое дифнапряжение, а непревышение скорости разряда входной емкости опера через R5 скоростью разряда C1 входным сигналом, т.е. фактор, говорящий об отсутствии уменьшения дифнапряжения (не по модулю, а в смысле увеличения в сторону отрицательных значений). Как только выход опера достаточно уйдет вниз относительно входа - через R5 начнется разряд входной емкости ОУ нарастающим напряжением с выхода ОУ, превышающий по скорости физически возможную скорость разряда C1, что приведет к дальнейшему уменьшению напряжения на положительном входе ОУ, следовательно к дальнейшему увеличению дифнапряжения в сторону отрицательных значений, а значит и дальнейшему уменьшению выходного напряжения ОУ вплоть до его насышения около нуля вольт. И только через определенное время после насыщения продолжающийся разряд C1 может запустить обратный процесс.

 

Короче - Ваша теорема накрывается медным тазом по одной лишь простой причине, что моя система не описывается одним дифуром, а состоит из двух последовательно соединеных систем, выход первой ограничен, причем так, что из-за этого ограничения вторая система не может попасть в свое метастабильное состояние из-за невозможности формирования первой системой такого сигнала, который ее туда введет. Таким образом данная система просто не попадает под действие теоремы.

 

И мне вообще надоело доказывать работоспособность схемы, применяемой для этих целей уже лет так 20-30 (а наверное и больше). Я лишь сделал одну из конкретных реализаций на кристалле... А не теорию придумал. Короче - давайте конкретный рассчет для этой конкретной схемы - при каком входном сигнале произойдет невозможное.

[Oldring 0]

А так, "в нуле". За ноль на выходе у нас принято все, что >=0.8 вольт, и +5...+0.8 вполне попадают под определение "нуля".

А условие обратимости - это отнюдь не нулевое дифнапряжение, а непревышение скорости разряда входной емкости опера через R5 скоростью разряда C1 входным сигналом, т.е. фактор, говорящий об отсутствии уменьшения дифнапряжения (не по модулю, а в смысле увеличения в сторону отрицательных значений). Как только выход опера достаточно уйдет вниз относительно входа - через R5 начнется разряд входной емкости ОУ, превышающий по скорости физически возможную скорость разряда C1, что приведет к дальнейшему уменьшению напряжения на положительном входе ОУ, следовательно к дальнейшему увеличению дифнапряжения в сторону отрицательных значений, а значит и дальнейшему уменьшению выходного напряжения ОУ вплоть до его насышения около нуля вольт. И только через определенное время после насыщения продолжающийся разряд C1 может запустить обратный процесс.

 

Хорошо, вот когда напряжение на выходе ОУ станет 0.79999999999999 вольт а потом пойдет обратно - это и будет "метастабильность".

 

На самом деле не важно, сколько в ОУ емкостей. Их разряд и заряд происходят непрерывно. Описываемый Вами процесс разгона - это процесс сваливания системы с неустойчивой траектории. В какую сторону он пойдет и за какое время накопятся заметные отклонения от неустойчивой траектории - зависит исключительно от точности прицеливания. Существует параметр прицеливания, при котором система будет следовать по неустойчивой траектории бесконечно долго, по крайней мере при отсутствии шума.

 

Короче - Ваша теорема накрывается медным тазом по одной лишь простой причине, что моя система не описывается одним дифуром, а состоит из двух последовательно соединеных систем, выход первой ограничен, причем так, что из-за этого ограничения вторая система не может попасть в свое метастабильное состояние из-за невозможности формирования первой системой такого сигнала, который ее туда введет. Таким образом данная система просто не попадает под действие теоремы.

 

Вы слишком самоуверенны

Эта теорема не может быть опровергнута для систем, дифференцируемых вблизи траектории. :laughing:

 

Если первая система - RC, а вторая - ОУ, то параметр прицеивания, выводящий ОУ на неустойчивую траекторию вблизи экспоненты разряда RC, и формирует тот ограниченный сигнал, который переводит вторую систему в метастабильное состояние.

 

При этом Ваша полная система прекрасно описывается системой нелинейных дифуров. Потому что каждый диод и транзистор в ОУ описывается такой системой. В Вашей системе нет ни одного недифференцируемого компонента, а если бы был - это бы лишь означало неадекватность модели для анализа метастабильностей.

[SM 0]

Эта теорема не может быть опровергнута для систем, дифференцируемых вблизи траектории. :laughing:

Это Вы ее еще докажите сначала. Прежде чем кто-то будет опровергать это доказательство.

 

В общем - приведите конкретный сигнал, удовлетворяющий необходимым для корректной работы схемы условиям (они были описаны, это одиночность импульса и ограничение 0..5 вольт), который введет ее в метастабильное состояние, под которым понимается нахождение выхода в состоянии <0.8 вольт менее, чем 100 мкс. Модель операционника на Ваш выбор, лишь бы достаточно быстродействующий и с достаточным коэффициентом усиления без ОС. Для упрощения рассчетов - шумов нет, нигде и никаких. А то они имеют такую злую особенность, выводить схему из метастабильности раньше времени. После чего и продолжим разговор, который сможет перейти из пустого сотрясания клавиатур в конструктивное русло.

 

PS. И не надо переворачивать с ног на голову системы - первая система - это выход элемента "И", вторая система - схема, приведенная мной. И невозможность метастабильного состояния на выходе схемы (а не внутри нее в отдельных ее деталях и точках) определяется тем, что выход элемента И не может дать отрицательного напряжения, необходимого для ввода схемы на опере в метастабильность.

[Oldring 0]

Это Вы ее еще докажите сначала. Прежде чем кто-то будет опровергать это доказательство.

 

Ну так давно уже доказал. Но Вы почему-то не поняли доказательство. На самом деле доказательство не сложнее простейшей теоремы из матана о нуле знакопеременной непрерывной функции.

 

В общем - приведите конкретный сигнал, удовлетворяющий необходимым для корректной работы схемы условиям (они были описаны, это одиночность импульса и ограничение 0..5 вольт), который введет ее в метастабильное состояние, под которым понимается нахождение выхода в состоянии <0.8 вольт менее, чем 100 мкс. Модель операционника на Ваш выбор, лишь бы достаточно быстродействующий и с достаточным коэффициентом усиления без ОС. Для упрощения рассчетов - шумов нет, нигде и никаких. А то они имеют такую злую особенность, выводить схему из метастабильности раньше времени. После чего и продолжим разговор, который сможет перейти из пустого сотрясания клавиатур в конструктивное русло.

 

Приведите более реалистичную схемую Ситуация, когда в схеме есть миллисекунды для зарядки конденсатора детектора метастабильности, технология позволяет использовать "достаточно быстрые операционники", и при этом возникает вопрос метастабильности, мне представляется верхом надуманности. Искомый прицельный параметр в таком случае тоже существует, но вот прицеливаться в возрастающей экспоненте на тыщу тау вперед я, действительро, не умею.

 

Шумы, кстати, делают процесс выхода из метастабильности менее детерминированным, затрудняя прицеливание, но к уменьшению постоянной времени выхода из метастабильности приводить не могут.

 

PS. И не надо переворачивать с ног на голову системы - первая система - это выход элемента "И", вторая система - схема, приведенная мной. И невозможность метастабильного состояния на выходе схемы (а не внутри нее в отдельных ее деталях и точках) определяется тем, что выход элемента И не может дать отрицательного напряжения, необходимого для ввода схемы на опере в метастабильность.

 

Первая - это элемент И? У Вас есть элемент И не состоящий из транзисторов и не описываемый системой нелинейных дифуров?

Заблуждаетесь - отрицательные напряжения там не нужны - достаточно положительного импульса чуть-чуть выше верхнего порога.

[SM 0]

Приведите более реалистичную схемую

Я уже предупреждал, что реалистичную схему привести не могу. Как минимум, так как используемые модели получены мной по договору о неразглашении. Плюс к этому мне это не интересно, всем подряд рассылать спайс-нетлисты IP-ядер, уже проверенных в кремнии. Могу примерно описать параметры - технология 0.35um 2P4M + HRP, микропотребляющая разработка. Среднее время выхода триггера синхронизатора из метастабильного состояния 30-35 микросекунд. Окно, при котором он влетает в метастабильность с практически 100% вероятностью - -0.8...-0.1 мкс (данные перед клоком) Период тактовой частоты 32768 герц. Время реакции детектора метастабильности 5 микросекунд. Ограничение по минимуму длительности выходного сигнала сброса менее 1нс. ОУ там нет вообще, схема с ПОС собрана по слегка модифицированной классической многокаскадной CMOS схеме триггера Шмитта с нулевым статическим потреблением. Скорость нарастания сигнала в цепи ПОС ограничена на уровне порядка 2 киловольт в микросекунду, при коэффициенте передачи в петле ПОС 30000 (+100, -30%). Рабочие динамические токи в цепях детектора на три порядка превышают рабочие динамические токи самого синхронизатора. При этом за счет относительной редкости попадания в метастабильное окно среднее потребление не вылезает за пределы нормы.

 

Заблуждаетесь - отрицательные напряжения там не нужны - достаточно положительного импульса чуть-чуть выше верхнего порога.

Тут заблуждаетесь Вы. Или приведите конкретный сигнал для конкретной схемы, или одно из двух. Положительного импульса недостаточно никакого. Необходим серьезный и быстрый отрицательный импульс.

[DmitryR 0]

Могу примерно описать параметры - технология 0.35um 2P4M + HRP, микропотребляющая разработка. Среднее время выхода триггера синхронизатора из метастабильного состояния 30-35 микросекунд. Окно, при котором он влетает в метастабильность с практически 100% вероятностью - -0.8...-0.1 мкс (данные перед клоком)

Это то есть вы хотите сказать, что у технологии .35 setup time триггера больше 100 ns (0.1 мкс)? То есть максимально достижимая тактовая частота - единицы мегагерц? Что-то в это как-то слабо верится, вы кажется микросекунды с наносекундами попутали.

[Oldring 0]

При этом за счет относительной редкости попадания в метастабильное окно среднее потребление не вылезает за пределы нормы.

 

Вот в это я могу легко поверить. Поставили параллельно сверхмедленному микропотребляющему триггеру второй быстрый триггер с гораздо меньшим временем выхода из метастабильности, потребляет он при срабатывании - много, но срабатывает он редко, только в окне, в котором у медленного триггера наблюдается метастабильность. Таким образом и вероятность метастабильности уменьшили практически до нуля, и входной каскад мало жрет. Хитрость, связанная с микропотреблением схемы. Вот только не надо говорить про "принципиальную невозможность метастабильности" в быстром триггере - она практически невозможна, учитывая количество его тау в Вашей схеме на выход из метастабильности, а теоретически как раз совершенно возможна.

 

Только наверное это вряд-ли имеет отношение к метастабильности в быстрых схемах, где триггеры и так работают на частоте, близкой к предельной для технологии. И где при необходимости можно поставить более быстрый усилитель в качестве входного триггера, если технология позволит.

 

Тут заблуждаетесь Вы. Или приведите конкретный сигнал для конкретной схемы, или одно из двух. Положительного импульса недостаточно никакого. Необходим серьезный и быстрый отрицательный импульс.

 

Я, конечно, понимаю Вас чисто по человечески - совершенно честно продали вечный двигатель, а потом узнали, что вечные двигатели не существуют. Но как можно отрицать математику сложностью вопроизведения на симуляторе?

[SM 0]

Это то есть вы хотите сказать, что у технологии .35 setup time триггера больше 100 ns (0.1 мкс)?

Сетапы не у технологии, а у конкретного триггера конкретной библиотеки. Особенность low-power либы в том, что все сквозные токи во всех цепях ограничены доп. источниками тока, что приводит к пологим фронтам и большим сетапам. Если же взять стандартную бесплатную либу, то сетапы-холды там в пределах 1 наносекунды. Но и сквозняки там мама не горюй. Но это все к делу не относится, мне просто надо было указать параметры того, с чем работает блок.

 

Но как можно отрицать математику сложностью вопроизведения на симуляторе?

Я математику не отрицаю. И не думаю отрицать. Я не говорил, что нет такого сигнала в принципе, который не ввел бы схему в метастабильность. Да, он есть, и даже аналитически выводим, если взять простую модель ОУ. Я говорю лишь то, что на эту схему такой сигнал никогда не подастся в виду ограничения параметров выходного сигнала предыдущего каскада. Отсюда и гарантия отсутствия метастабильного состояния.

 

 

ЗЫ

Олдрингу. Я тут нарыл халявно-свободные модели от какой-то технологии тоже 0.35-ой, в примерах у кэденса. Сваяю таки для Вас блочек, чтобы в прицеливании по несуществующим целям на реальном блоке поупражняться :) :)

[Oldring 0]

Я математику не отрицаю. И не думаю отрицать. Я не говорил, что нет такого сигнала в принципе, который не ввел бы схему в метастабильность. Да, он есть, и даже аналитически выводим, если взять простую модель ОУ. Я говорю лишь то, что на эту схему такой сигнал никогда не подастся в виду ограничения параметров выходного сигнала предыдущего каскада. Отсюда и гарантия отсутствия метастабильного состояния.

 

Нет, математика говорит, что такой сигнал неизбежно есть при упомянутых Вами параметрах входного сигнала. Если есть два значения любого непрерывного параметра, одно приводит выход схемы к "логической единице", второе - к "логическому нулю", то некоторое промежуточное значение этого параметра приведет к промежутку между нулем и единицей. Это элементарное следствие непрерывности отображения пространства входных сигналов в пространство выходных, осуществляемое системой дифуров с ограниченным усилением.

 

Рассмотрите два каскада совместно. Раз есть входной сигнал который переводит всю схему в метастабильный промежуток - значит он формирует на выходе первого каскада требуемый Вами сигнал, существование которого Вы отрицаете.

[SM 0]

Раз есть входной сигнал который переводит всю схему в метастабильный промежуток - значит он формирует на выходе первого каскада требуемый Вами сигнал, существование которого Вы отрицаете.

Повторю еще раз. Для того, чтобы ввести схему этого ТШ в метастабильность, необходимо чтобы задний фронт импульса ушел в отрицательные значения напряжения, и сильно ушел. Такой сигнал в этой точке схемы невозможен. При определении метастабильности как непересечения выходом границы в 0.5 вольт в течение 10 мкс после пересечения границы 0.8 вольт или нахождения выхода в области <0.5 вольт менее 100 мкс.

[Oldring 0]

Олдрингу. Я тут нарыл халявно-свободные модели от какой-то технологии тоже 0.35-ой, в примерах у кэденса. Сваяю таки для Вас блочек, чтобы в прицеливании по несуществующим целям на реальном блоке поупражняться :) :)

 

Только давайте сравним с вариантом использования того же усилителя в качестве входного триггера? ;)

 

Повторю еще раз. Для того, чтобы ввести схему этого ТШ в метастабильность, необходимо чтобы задний фронт импульса ушел в отрицательные значения напряжения, и сильно ушел. Такой сигнал в этой точке схемы невозможен. При определении метастабильности как непересечения выходом границы в 0.5 вольт в течение 10 мкс после пересечения границы 0.8 вольт или нахождения выхода в области <0.5 вольт менее 100 мкс.

 

Это Вам только кажется, что необходимо. Математика говорит, что совершенно не обязательно. Раз этот импульс можно получить из входного, для которого есть непрерывный параметр, при двух значениях которого на выходе есть ноль и единица. Такой параметр - время прихода импульса на вход схемы, в том, что возможны все промежуточные его значения - Вы, надеюсь, не сомневаетесь?

[SM 0]

Только давайте сравним с вариантом использования того же усилителя в качестве входного триггера? ;)

Да сравнивайте хоть с чем. Главное ответ дайте о входном воздействии, которое согласно Вашей теории существует, и которое введет ее в метастабильное состояние.

 

Это Вам только кажется, что необходим. Математика говорит, что совершенно не обязательно.

Вы что-то не учитываете, но я к сожалению не могу понять, что. Потому что математика как раз говорит о том, что обязательно. Причем не симулятор, а аналитически.

[Oldring 0]

Да сравнивайте хоть с чем. Главное ответ дайте о входном воздействии, которое согласно Вашей теории существует, и которое введет ее в метастабильное состояние.

 

Главное, что с точки зрения выхода из метестабильности Ваша схема не быстрее прямого использования триггера с тем же самым усилением вблизи метастабильной траектории. Вы, надеюсь, не сомневаетесь, что для усилителя с постоянной времени выхода из метастабильности в 100 нс не будет никогда наблюдаться никакой метастабильности через миллисекунду, но теоретическа она будет возможна?

 

Причем не симулятор, а аналитически.

 

Ну так приведите аналитику - найдем в ней ошибку ;) Но только не на пальцах "становится на выходе быстрее - значит и на входе быстрее".

 

Потому что математика как раз говорит о том, что обязательно.

 

Я Вам могу сказать в чем Вы заблуждаетесь. Вы не учитываете, что при малом сигнале скорость изменения напряжения на выходе операционника будет пропорциолнальна дельте на его входе. Входной сигнал состоит из двух кусков экспонент. То есть метастабильная траектория - это когда пик входного сигнала оказывается как раз при той дельте, при которой скорость падения напряжения на выходе операционника будет равна умноженной на 21 скорости падения напряжения на RC сразу за пиком. В этом случае в первом приближении дельта на входе ОУ будет оставаться постоянной несмотря на падение напряжений. Ну и в дальнейшем эта дельта должна во втором приближении оставаять вблизи этой метастабильной траектории, отслеживать уменьшение скорости падения напряжения на RC, сойдя с этой метастабильности вверх как раз когда выход ОУ провалится по 0.8 вольт.

[SM 0]

Только давайте сравним с вариантом использования того же усилителя в качестве входного триггера? ;)

Да сравнивайте хоть с чем. Главное ответ дайте о входном воздействии, которое согласно Вашей теории существует, и которое введет ее в метастабильное состояние.

 

Это Вам только кажется, что необходим. Математика говорит, что совершенно не обязательно.

Вы что-то не учитываете, но я к сожалению не могу понять, что. Потому что математика как раз говорит о том, что обязательно. Причем не симулятор, а аналитически. Похоже Вы просто не обращаете внимания на то, что зона нестабильности (0.5...0.8 вольт) находится внутри зоны необратимого переключения. И, как следствие, нахождение в зоне нестабильности не может превышать время, определяемое процессом этого необртимого переключения. А чтобы остановить это необратимое переключение, необходимо воздействие большим отрицательным сигналом, который невозможен.