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.


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

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.

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.



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?

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.


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

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.

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.

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



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?

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


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.

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?



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



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.

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


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.

Разъясните, пожалуйста, как Вы определяете границу этой зоны




На симуляторе - только если метастабильность этого же операционника наблюдаема в симуляторе в принципе в течение требуемого времени, причем, во всем диапазоне рабочих точек, которые проходит входной сигнал

Я это как раз учитываю. Вопрос лишь в том, что диапазон выходных напряжений операционника, когда эта ситуация возможна, чтобы пик входного напряжения оказался, ну и т.д., как Вы говорите, находится в диапазоне от примерно +1.8 вольт и до +5 вольт (говорю по памяти, рассчитывал давно, могу в абсолютных величинах ошибиться, но не сильно). И вся эта область находится в области стабильного нуля, так что сколько бы долго там бы что бы не происходило, это метастабильностью не является. Выход из этого состояния (которое не является метастабильным), когда процесс уже необратим, происходит при падении выходного сигнала ниже этой точки в примерно 1.6 вольта, и этот процесс лавинообразно идет вплоть до насыщения опера внизу. Таким образом вся зона 0.8...0.5 вольт гарантированно находится в зоне необратимого переключения, т.е. где схема уже гарантировано стабильна при переключении "сверху вниз".


Блин, 100 раз уже объяснял, смотрите выше.

Это напряжения на выходе операционника?

"Лавинообразно происходит процесс" - означает лишь что усиление положительной положительной обратной связи становится большим. Но не бесконечным. У насыщений, действительно, большая крутизна. Соответственно, постоянная времени выхода системы из метастабильности - резко падает. Тем не менее, и там существует метастабильная траектория, только её найти, разумеется, сложнее из-за быстрого усиления ошибок.

Наверное эта траектория находится где-то, где входные касхады ОУ уже разгоняют выход вверх, а выходные слегка проваливаются в насыщение.

Да.

Именно так. И после вполне определенной точки скорость спада сигнала на том входе, куда подключена ПОС, больше скорости спада на C при любом допустимом входном воздействии. До этой точки - "якобы метастабильное" состояние возможно, и сколь угодно долгое. Но именно "якобы", так как эта зона целиком находится в области нуля выхода.

Лучше говорить, что там не метастабильное состояние. а метастабильная траектория. То есть неустойчивая.

На самом деле и при насыщении может быть произволльная скорость спада. Только дельта на входе операционника должна при этом резко уменьшиться.

Пусть так, пусть траектория. Я не против любого названия для этой сущности. Самое главное, что она целиком и полностью там, где с точки зрения следующего каскада стабильный ноль, что и гарантирует ее дальнейшее нераспространение.

ЗЫ. Так доделывать схему-то на КМОП-е, или не надо? А то эти найденные халявносвободные модели достаточно сильно отличаются от тех, что я применял. Выходной компаратор, который как раз формирует окончательные 0 и 1, сравнивая выход ТШ с порогом, находящимся вне метастабильной траектории ТШ, и которого нету на приведенной схеме на опере, пересчитывать ломает....

Да по фиг - я-то все равно эти модели чипов симулировать не умею

Каждому значению входного непрерывного параметра соответствует некоторая траектория. Если нет метастабильной траектории - то существует граничная точка входного параметра, разделяющая траектории, приводящие к нулю от траекторий, приводящих к единице. Траектория, соответствующая этой граничной точке входного параметра, должна раздваиваться, когда бесконечно малое изменение входного параметра приводит к конечной разности траекторий в какой-то момент времени. Такая точка раздвоения противоречит ограниченности усиления модели в этой точке раздвоения.

Траектория такая теоретически есть. Цифры сейчас я буду просто из головы писать, безотносительно к любой из конкретных схем. Для того, чтобы удерживать сигнал допустим в пределах [0.5...0.8] необходимо на вход подать сигнал, спадающий со скоростью 1 вольт в микросекунду. Чтобы выходной сигнал вышел вверх из этого отрезка, на вход надо подать сигнал, спадающий со скоростью больше, чем 1 вольт в микросекунду. Но по условию входной сигнал не может спадать со скоростью более, чем 0.5 вольт в микросекунду. Отсюда следствие - в такой системе с такими ограничениями на входной сигнал движение по этим траекториям невозможно.

А касаемо симуляции - там ничего запредельного, резисторы, конденсаторы, и полевики, описанные моделями BSIM3v3

Кто сказал "выдерживать"?
Изменяется только положение пика, экспоненты остаются теми же. При одном положении - траектория сваливается вниз. При другом - траектория сваливается вверх. Посмотрим что произойдет при делени отрезка пополам. Делением пополам найдем точку положения пика, при которой траектория сваливается и вверх и вниз То есть при бесконечно малом изменении только одного начального параметра разность траекторий не стремится к нулю. Рассмотрим нижнюю грань моментов времени при которых эта разность траекторий не стремится к нулю. Слева предел существует, справа - нет. В окрестности этого момента времени и граничной точки траектории система не может описываться дифуром с ограниченным усилением. То есть производная по времени состояния системы в этой точке не является непрерывной функцией состояния. Пока можно оставаться в рамках классического описания системы - это невозможно.



Ну так и софт нужен специальный?

Я сказал выдерживать. Так как таково определение метастабильности для данной системы, а именно переход сигнала через верхний предел без последующего перехода через нижний, и нахождение в этих пределах более допустимого времени. А с остальными тезисами я согласный.


да ну, с этим даже микрокап справляется. Специальные нужны при больших матрицах и проблемах со схождением, это не тот случай. Тут все сходится безоговорочно.

Это не называется "выдерживать" - никто этим параметром не управляет, все происходит само собой

Секунду. Нахождение между пределами "более допустимого времени" или "менее допустимого времени"?
Еще раз, что есть нуль и что есть единица?
Нуль - это непересечение 0.8В? А единица - пересечение 0.5В И нахождение там больше 100 мкс? Тогда все остальные варианты должны быть "метастабильностью"?

Более. Если сигнал зашел ниже 0.8, и при этом не вышел дальше вниз за 0.5 вольт за 10 мкс, то это еще одна разновидность метастабильности, не попадающая под нижеописанные "все остальные варианты". Т.е. скорость прохождения вниз нестабильной (с точки зрения следующего каскада) зоны должна быть больше чем...

Да.

Просто понятно что существуют траектории-нули и траектории-единицы, а вот переход между ними вообще говоря может происходить двумя возможными путями: широкие по времени провалы под 0.8 не достигающие 0.5 вольт, и провалы под 0.5 вольт, но короче 100 мкс. Понятно что скорее всего, либо то, либо другое.

Точнее, сначала траектории начинают проваливаться на короткое время под 0.8 вольт, потом - под 0.5 вольт, вопрос только в том, какое время находится траектория под 0.8 вольт когда касается 0.5 вольт. IMHO скорее всего это должны быть широкие но неглубокие провалы - то есть насыщение выходных каскадов операционника оказывается неполное втечение длительного времени.

В том и суть системы, что если провал выходного сигнала произошел ниже примерно 1.5...2.5 вольт (специально дам такой здоровенный разбег на все возможные допуски, шумы и прочее нехорошее), то для множества допустимых входных сигналов нет ни одной траектории, которая бы привела к выходному сигналу, пересекшему 0.8 вольт, затем не пересекшему 0.5 вольт в течение заданного времени, не выходя вверх за 0.8, и не находящемуся ниже 0.5 вольт как минимум в течении второго заданного времени.

Множество входных сигналов RC фильтра ограничим одиночными прямоугольными импульсами от нуля до пяти вольт. Изменяется только длительность 5-вольтового импульса.
Неизбежно существвует диапазон длительностей таких импульсов, при котором выход ОУ пересекает 0.8 вольт, но не пересекает 0.5. То есть минимум выхода ОУ находится между 0.5 и 0.8 вольтами.

PS очень узкий диапазон, потому что операционник с замкнутой положительной обратной связью должен при Ваших параметрах RC остаться на нестабильной траектории в течение 1 миллисекунды.

Фильм "ДМБ"

Сидят 2 вояки и смотрят на заросший травой луг.
1 - Ты почему в армии?
2 - За убеждения.
1- Это как?
2 - Видишь суслика?
1 - Нет.
2 - А он есть!

Да, да, и еще раз да. Но! Он на этой траектории не может оставаться, если его выход опустился ниже какого-то напряжения, большего 0.8 вольт. Какого именно не готов сказать, но что большего (не больше или равно) это точно. При соблюдении ограничения на параметры входного сигнала.

Что значит "не может"? Обязан!
Параметры сигнала мною описаны - пятивольтовые импульсы переменный длитнльности. Что в них недопустимого?
Если у Вас есть готовая модель - попробуйте упомянутое ранее деление пополам. Возможно Вам просто не хватает точности моделирования. Симуляция неустойчивых систем - тонкая штука.

Это он с Вашей точки зрения обязан. А с математической - не обязан. Уберите вообще RC из схемы, а оставьте лишь скорости нарастания и спада. Непосредственно на входе опера. И после этого однозначно получится, что чтобы удержать сигнал в метастабильной зоне (надеюсь ее определение, подтвержденное не раз, еще никуда не делось), необходима скорость спада входного сигнала, превышающая допустимую.

Убрал. Для простоты, на входе - треугольник с одинаковым наклоном. Пусть будет 5 вольт за 10 мс. Изменяется только его высота. Обязательно сущестсвует диапазон высот, при котором выход ОУ будет проваливаться под 0.8 вольт, но не достигать 0.5 вольт. Ничего удеривать не нужно - достаточно чтобы выход пересек 0.8 вольт, но не пересекал 0.5 вольт.

Вообще говоря, у Вас есть сомнения, что ОУ может выдавать на выход такое напряжение? И с требуемой скоростью? Ну так сделайте обратную связь отрицательной, чтобы она стабиллизировала траекторию, и проверьте

Ну так укажите данный диапазон, при идеальных безшумных моделях, что бы было повторяемо. Раз уверены в его сущестовании. Я же уверен в противоположном.

Сомнений в том, что ОУ может выдать такой сигнал нет. Как и нет сомнений в том, что он его не может выдать в данном конкретном включении с данными ограничениями на входной сигнал.

Шум при моделировании есть всегда - это ошибки округления. Для тысячи тау и пытаться не стоит.

В инвертирующем включении входы ОУ ведь будут отрабатывать такую скорость? Так что им её отрабатывать при смене входов?

Невозможность моделирования какой-то ситуации численными методами - лишняя причина усомниться в ее теоретической возможности.

Честно говоря не понял. В инвертирующем включении такая скорость увеличения диффнапряжения не может быть достигнута.

Это еще один повод понять, что численное моделирование не эквивалентно доказательству теорем.



Какая скорость не может быть достигнута? Такая чтобы выход ОУ следил за входом?
Диффнапряжение и должно быть вблизи нулевым. Только при инвертирующем включении траектория стабиллизируется, и все погрешности стремятся моделирования к нулю со временем, а в прямом включении - погрешности усиливаются. но динамика ОУ при этом оказывается одинаковой в обеих включениях. Или практически одинаковой.
.

Игрался игрался я с триггерами и вот что выяснилось... Нажмите для просмотра прикрепленного файла Вопросов появятся стало ещё больше!!...хммм
Архив запоролен Открывалка в Личном сообщении!

А такие вопросы - почему взят именно такой триггер, а не классика КМОП-жанра, применяемая практически везде, которая в виде двух повторителей и четырех КМОП-ключей аналоговых, управляемых прямым и инвертированным клоком? И почему подложки все в воздухе? Или там p- и n-подложкам соответствуют глобальные цепи какие-то невидимые?


Эта схема основана исключительно на ПОС, которая при определенных условиях вводит всю ее в необратимый процесс ухода в насыщение, независящий от входного сигнала (из допустимых). В случае с ОУ - увеличение выходного сигнала приводит к увеличению скорости нарастания дифсигнала, что приводит к более быстрому увеличению дифсигнала, что приводит к увеличению скорости нарастания выходного сигнала, и данный процесс необратимо вводит ОУ в насыщение. Так какой смысл в моделирования чего-либо с ООС, если данный процесс априори невозможет в системе с ООС?

Вот и другое решение, в нем нет ОУ (только схема, без моделей и L/W полевиков), но, разумеется, есть и усилитель, и ПОС:

Для нахождения траектории метастабильности ОУ большой разницы нет. Так как диффнапряжение должно быть маленьким. То что Вы описываете - это уже процесс сваливания с метастабильности.

Представьте что у Вас мячик на вершине горы. Когда он на вершине - он никуда не скатывается. Потому что это состояние метастабильно. Но если он отклонился с вершины - он начинает ускоренно катиться от вершины. В какую сторону он отклонился - в ту сторону он и убегает от вершины.

Поэтому то что Вы описываете - это уже процесс сваливания с вершины. Тем не менее, существует траектория ОУ - подобная вершины, по кодторой ОУ может прокатиться в зону ниже 0.8 вольт, оставаясь на этой вершине, а не скатившись в одну из долин.

Отличная ассоциация! В данном конкретном включении и при имеющихся ограничениях - более-менее плоская вершина горы находится в пределах выходных напряжений 1.8...5 вольт, переход от вершины к склону - где-то между 1.6...1.8, а все, что ниже 1.6 - это склон. Таким образом и 0.8, и 0.5 находятся всегда на склоне, и нет такого допустимого входного сигнала, у которого хватит силы затолкать катящийся по этому склону мяч обратно.


Вот и Вы представьте - есть плоская вершина горы, и есть потом крутой склон. На вершине лежит мяч. Вы можете воздействовать на мяч при помощи потока воздуха. Дуть на него. Вы можете сколько угодно гонять его по вершине, но потом можете сдуть на склон, а обратно его уже таким же дутьем никак не загнать, тяжеловат мячик. А логический ноль при этом - нахождение мяча выше, чем пол-склона. Единица - ниже. Вот и заставьте при помощи дутья балансировать этот мяч на гране нуля и единицы. Не выйдет, мячик тяжеленький, а дулка слабовата

Нет, нельзя так представлять. Потому что когда напряжение на входе падает - то выход ОУ начинает лететь обратно. Поэтому вершина - это грубо говоря равное нулю диффнапряжение на входе, а не абсолютное напряжение на выходе.

Почему можно заменить включение операционника на устойчивое, если только у него достаточно высокое усиление, можно понять на простом примере.

Допустим у Вас есть гладкая стальная изогнутая трубка. Вы в него пускаете стальной шарик меньшего диаметра - он по ней скатывается. Касаясь стенки трубы по одной линии. Если заменить теперь стальную трубу стальным длезвием в форме этой линии - то теоретически шарик может скатиться по этой линии как по трубе. На практике, конечно, он быстро свалится в одну из двух сторон, проехав некоторое расстояние. Но тем не менее, если достаточно точно прицелиться и если повезет с шумом, то если запустить шарик по этому лезвию, он скатится как по трубе до конца.

Это не тот случай. Представленные мной схемы в процессе переключения "вниз" практически точно описываются тем моим примером, где вершина горы, тяжелый мяч, склон и поток воздуха. А Ваша идея заменить ПОС на ООС переделывает гору в кратер, из которого хрена-с-два мяч выдуешь наружу.

Нет, не описываются. Ничего общего.
В случае с потоком воздуха, если сначала шарик на вершине, а единица - это когда он внизу в какой-то конкретный момент времени, то можно добиться промежуточного состояния (не единица и не ноль) просто сдув шарик незадолго до этого момента времени - тогда шарик не успеет скатиться в единицу к заданному моменту времени и будет обнаружен посредине в промежуточном состоянии.



Здесь средний каскад - это просто повторитель с единичным усилением? Вся ПОС - это два транзистора с емкостью в конце?

Нет, описание именно один к одному. Полная наиточнейшая копия системы, но выполненная без помощи электроники. Кстати огромнейшее спасибо за точное наведение на мысль. Мяч лежит в центре плоской вершины, которая (достаточно плавно) переходит в резкий склон. Входной сигнал - поток воздуха, который в состоянии сдвинуть мяч с вершины, но не в состоянии ни поднять мяч по склону вверх, ни удержать его на склоне в покое. Выходной сигнал равен нулю, если мяч находится выше, чем 2/3 склона, единице - если ниже, чем 1/3. Это АБСОЛЮТНО точно повторенная система. Таким образом, пока мяч гоняют по вершине, выходной сигнал равен нулю. Но как только мяч попал на склон, он ОБЯЗАТЕЛЬНО скатится вниз до упора, как бы на него не дули, и скатится с положительным ускорением, что гарантирует то, что он пройдет от 2/3 склона до 1/3 не более, чем за заданное время. При этом мяч наберет достаточно энергии (мяч разогнан до определенной скорости и обладает массой), чтобы процесс закатывания мяча обратно в гору (о котором речи вообще еще ни разу не было, но и не суть в нем) не начался до тех пор, пока мяч там внизу не остановят, чем гарантируется минимальная длительность нахождения мяча внизу. Еще раз, спасибо. Сам бы я врядли додумался бы до такой простой и понятной всем аналогии.


В первом каскаде ПОС обеспечивается транзисторами M11 и M12, управляемых непосредственно с выхода первого каскада, которым является точка соединения стоков M8 и M9. Это самый что ни на есть классический триггер Шмитта с нулевым статическим потреблением. Два последующих каскада - это просто достаточно мощный инвертирующий выходной буфер на M13 и M14, обеспечивающий нагрузочную способность схемы, и дополнительная цепь ПОС на довольно слабых M15 и M16 (грубо говоря - bus holder, повешенный на выход ТШ). Емкость на выходе к цепи ОС непосредственно не относится - это лишь модель нагрузки. При моделировании КМОП-схем их грузят на емкости, а не на сопротивления, если они предназначены для работы на входы других КМОП-элементов. Повторителей с единичным усилением в схеме нет ни одного. Не забывайте, что транзисторы все разные по W/L

На самом деле аналогия левая - динамика системы другая. У электрической схемы больше степеней свободы. Но не это важно. Важно что и для этой системы тоже существует (специфичное для данной системы) допустимое входное воздействие, приводяще систему на промежуточную траекторию между 0 и 1. Вы забыли указать, что положение мяча анализируется в определенный момент времени - иначе неизвестно сколько времени нужно наблюдать за мячем на вершине чтобы сказать, что "состояние ноль". А в этом случае если можно дунуть так, чтобы к этому моменту времени мяч оказался на уровне меньше 1/3 - то можно дунуть слабее и позже, чтобы мяч оказался в этот момент времени на уровне 1/2, то есть в промежуточном нелогическом состоянии. Как видите, теорема Олдринга отлично работает и для этого примера.

PS Кстати, в "Начальном курсе черной магии" есть следующая фраза (стр 193 русского перевода):



Вы действительно думаете, что действительно оказались хитрее всех, изобретя наконец-то вечный двигатель?




Да, спасибо - я неправильно прочитал схему.

Рассмотрите для примера только первый каскад с ПОС. В нем для каждого уровня выходного напряжения существует такое входное напряжение, при котором в статике, если задать их в качестве начального состояния - схема будет оставаться в этом метастабильном состоянии, пока шум её не столкнет с этой вершины. Соответственно, система может переходить обратимо из одного такого метастабильного состояния в другое под воздействием бесконечно малых воздействий. Входное напряжение изменяется медленно - можно считать что у нас квазистатика. То есть если пик входного напряжения переводит систему в одно из этих метастабильных состояний, затем каскад переходит квазистационарно в иное метастабильное состояние, вслед за падением напряжением на входе каскада отслеживая напряжение на выходе, сохраняя метастабильность, вплоть почти до верха но не до насыщения, а потом выход действительно быстро сваливается обратно из метастабильного состояния вниз - это и будет искомая траектория, которая пересекает уровень нуля, но не пересекает уровень единицы.

Не работает, потому, что Вы взяли свое собственное, удобное Вам определение метастабильности для этой системы, для которого бы эта теорема заработала - а именно нахождения мяча в какой-то один момент времени. А что этот момент времени существует - это бесспорно. Так как эта зона, очевидно, проходится мячом за ненулевое время. А мое определение - нахождение мяча между уровней 1/3 и 2/3 более какого-то времени. Так вот, если воспользоваться моим определением метастабильного состояния, то в этой системе оно невозможно, так как мяч пройдет эту зону при любых условиях быстрее этого времени. Точно также, как и невозможно в тех схемах, имеющих аналогичную скатыванию мяча по склону зону неуправляемого переключения.

Изобрел не я, и не вечный он. Он вечный, если пользоваться вашими определениями, подгоняя под вашу теорему. А я и не борюсь с тем, с чем мне не нужно бороться - а именно с попаданиями в метастабильную зона на каке-то короткие промежутки времени, так как они не попадают под определение метастабильности для моей задачи. Я лишь сделал одну из реализаций. Другая реализация, например, основанная на анализе выходного сигнала триггера, описана в статье Shidhartha Das, Sanjay Pant, David Roberts, Seokwoo Lee, David Blaauw, Todd Austin, Trevor Mudge, Krisztian Flautner "A Self-Tuning DVS Processor Using Delay-Error Detection and Correction", и тоже работает.


В статике - да. Но такая статика не проходит по условию на параметры входного сигнала, поэтому нахождение в этом состоянии более допустимого времени невозможно.

Во! Просто ответьте на один вопрос:
- триггер имеет ненулевую вероятность входа в метастабильное состояние, если фронт данных находится относительно фронта клока внутри окна +-1 мкс.
- Детектор настроен на срабатывание в диапазоне +-1.5 мкс. Метастабильность у детектора, если даже она и существует, может проявляться в [-1.6...-1.5] и [1.5...1.6] мкс.
Вопрос - при каком условии триггер войдет в метастабильное состояние, и при этом не будет сброшен детектором?

Я в качестве определения "метастабильности" взял совершенно обычное - нелогический уровень в заданный момент времени. С какой скоростью пройдет мяч эту зону - совершено не важно, невозможно гарантировать получение следующим триггером на вход чистого цифрового сигнала при аналоговом воздействии на вход этой системы. Вы же рассматриваете только некоторую ограниченную "метастабильность", забывая что уровень может и не установиться вовремя и другими путями.

А столь ли это важно какой был взят триггер, просто хотелось показать Вам что судя по результатам моделирования (второй схемы с обратной связью) видно что метастабильное состояние исчезает и при такой реализации схема не будет попадать в это состояние, иными словами, по-моему, всегда наступает либо возврат, либо переключение. Либо здесь какой-то косячок в схеме, который вот я и пытаю выловить.

Не статика, а квазистатика. Эта квазистатика показывает, что Ваш аргумент о том, что скорость сваливания больше скорости входного сигнала - ложный. На самом деле и для не бесконечно малой скорости спадания входного сигнала тоже существует метастабильная траектория вплоть до самого верха выхода усилителя, с которой затем усилитель может потом быстро свалиться обратно, причем, эта траектория близкая в квазистационарной.

В условиях Вашего вопроса - триггер войдет в метастабильное состояние на интервале [1.5...1.6] мкс. Потому что детектор метастабильности его попытается сбросить своим метастабильным выходом. И сбросит наполовину.

А может быть и на [-1.6...-1.5]. Даже скорее в минусе: если в плюсе - нечего сбрасывать.

Оно не исчезает. Надо моделировать систему с обратной связью, которая бы управляла задержкой одного фронта относительного другого, а управлялась с выхода детектора метастабильного состояния (например зарядовым насосом, который сдвигает фронт в одну сторону, если на выходе жесткая 1, сдвигает в другую, если жесткий ноль, и никуда не сдвигает, если ни то и ни это) Ну и точности в моделяторе подкрутить вверх.



У выхода детектора нет метастабильного состояния в той зоне, в которой находится оно же у входа триггера. Оно есть, но оно находится в зоне стабильного нуля для входа сброса. По аналогии с тем мячом, который если влетел в зону 1/3...2/3, то обязательно из нее и вылетит, причем вниз, причем не позже, чем заданное время.

Вы вот докажите про мяч, что существует такое допустимое воздействие, при котором он, вкатясь ниже 2/3, не выкатится оттуда ниже 1/3 через какое-то максимально разрешенное дельта-t. Я утверждаю, что такого воздействия не существует. Вы со своей квазистатикой утверждаете противоположное. Эта система с мячом тоже полностью аналоговая, и тоже все там дифференцируемо вдоль и поперек.

Автор, на которого Вы сослались, не замахивается даже на такое - абсолютную невозможность метастабильности. Вот из него цитата:



Как видите, возможность метастабильности самого детектора этим автором все-таки рассматривается. При этом про то, что если добавить дополнительное время на выход из метастабильности - то её вероятность упадет до практического нуля, все прекрасно осведомлены.

Что касается мяча - Вы переврали мое утверждение. Я утверждал что мяч может оказаться в этой зоне в фиксированный момент времени, когды мы измеряем его положение. Более того. я утверждаю, что каким бы образом вы ни сконструироавли детекторы "нуль" и "единица" для этого мяча, если эти детекторы будут различаться достаточно сильно чтобы ни на какие траектории мячика не срабатывать одновременно и чтобы между сигналамми, на которые они срабатывают, было ненулевое расстояние, то если каждый детектор будет срабатывать на какую-то траекторию при некотром дуновении - то можно с помощью дуновения так провести мячик, чтобы не сработал ни один детектор.



Опять двадцать пять. Вы очень узко рассматриваете "метастабильность". Рассмотрите её как возникновение сигнала не относящегося ни к нулю, ни к единице в критериях нуля и единицы входа следующей схемы. Выход детектора может просесть ниже 0.8 вольт и потом быстро свалиться обратно вверх не пересекая уровень 0.5 вольт. Как этот процесс будет развиваться - я описал выше.

Аналогия с мячем тут некорректна. У первого каскада есть такое метастабильное состояние в квазистатике, когда уже сработал второй каскад ПОС. Если после этого первый каскад быстро свалится обратно - он потянет выход обратно, то есть на выходе двух каскадов сформируется короткий импульс.

Хорошо. Подгоню "входной каскад" для мяча под ваши требования. Единица - это его нахождение в зоне от 1/3 до 2/3 больше какого-то минимального времени и меньше какого-то максимального, определяемых максимально возможной скорсти его скатывания, если "по ветру", и минимально возможной, если "против ветра". Ноль - нахождение мяча вне этой зоны. Метастабильным состояние будет "все остальное", т.е. нахождение в зоне меньше минимального времени или больше максимального. (дуть можно только в двух направляниях, вперед или назад, а то ведь вы его по кругу разгоните еще на вершине )

Или второй вариант. С детекторами. Который ближе всего к реальности. На выходе детектора появляется сигнал лог.1, когда мяч находится между 1/3 и 2/3, и ноль во всех остальных случаях. Плавный переход от нуля к 1 и обратно существует в некоторых окресностях точек 1/3 и 2/3. Я утверждаю, что на выходе такого детектора при скатывании мяча длительность единичного импульса всегда будет не менее определенной и не более другой определенной. А также, что если начался переход от уровня 0 к уровню 1 или обратно, то он и закончится в том же направлении через определенное максимально допустмое время. Опровергните эти утверждения.


Первый каскад не может быстро свалиться обратно, потому, что скорость изменения входного сигнала ограничена именно так, чтобы этого никогда не случалось. Поэтому аналогия с мячом корректна, точно также, мяч можно обратно вдуть в гору, но только, либо если дуть сильнее разрешенного, либо если это сделать в самом начале склона, где он недостаточно резкий для необратимого скатывания вниз. Первый вариант невозможен по условию, второй находится внутри области нуля след. каскада.

В схеме на полевиках нет главного - того самого компаратора, который ловит проход мяча по тому месту склона, где он уже необратимо катится вниз. Могу его пририсовать, если очень захотите.


Недопустимо рассмотрение в квазистатике потому, что в схеме есть область неуправляемого роста выходного напряжения с увеличением скорости нарастания в геометрической прогресии вплоть до максимально возможной.