Генераторы – специальные элементы цифровых устройств, предназначенные для формирования электрических сигналов различной формы. Последовательностьсигналов может быть регулярной или с прерыванием. Генераторы обеспечивают работу цифровых устройств во времени по закону, определяемому внутренней структурой устройства. Генераторы могут изменяться от простейшего автоколебательного мультивибратора до сложного цифрового устройства.
Во всех схемах генераторов основным компонентом является времязадающий конденсатор С, обеспечивающий время задержки, необходимое для образования положительной обратной связи. От величины ёмкости конденсатора зависит частота генерации.
Если в генераторах, выполненных на логических элементах (И-НЕ, ИЛИ-НЕ), используется только один вход каждого вентиля, то такой генератор является простейшим генератором непрерывных прямоугольных импульсов. Если использовать дополнительные входы и более двух логических элементов, то возможности схем существенно расширяются. В частности, в данной работе реализация таких возможностей приведена в виде схемы стробируемого генератора, вырабатывающего пачку (последовательность) импульсов на интервале действия управляющего сигнала.
Симметричный мультивибратор
На рис.2 приведена "базовая" схема симметричного мультивибратора на логических ИС. Информационные входы логических элементов DD1 и DD2 объединены, т.е. элементы при таком включении реализуют функцию НЕ. Базовой схемой рассматриваемых логических интегральных схем является КМДП-инвертор (рис. 3,а), передаточная характеристика которого показана на рис. 3,б. В этом случае логические элементы можно рассматривать как пороговые устройства с напряжением переключения Uпер, которое для КМДП ИС примерно равно 0,5Uпит.
|
|
Рис. 2. Базовая схема мультивибратора |
При мягком режиме самовозбуждения при подключении питания малейшие флуктуации приводят к началу перезарядки конденсатора, и в течение полупериода схема входит в установившийся автоколебательный режим.
Схема имеет два квазиустойчивых состояния. Одно из них – это, когда элементы DD1 и DD2 находятся в логических состояниях "1" и "0" соответственно. При этом конденсатор С заряжается через выходное сопротивление элемента DD1, (через индуцированный р-канал "верхнего" транзистора комплиментарной пары КМДП-инвертора), резистор R1 и выходное сопротивление элемента DD2(через индуцированный n-канал "нижнего" МДП-транзистора).
|
а) |
б) |
|
Рис. 3. КМДП-инвертор (а) и его передаточная характеристика (б) |
|
В процессе заряда конденсатор, напряжение на входе инвертора DD1 растёт и при достижении значения Uпер происходит изменение логического состояния этого инвертора. Следовательно, инвертор DD2 тоже изменяет состояние, и схема переходит в состояние противоположное первоначальному (теперь DD1 в "0", а DD2 в "1"). В этом состоянии происходит перезарядка ёмкости C током обратного направления через "открытый" n-канал МДП-транзистора инвертора DD1. При таком процессе напряжение на входе инвертора DD1 начинает уменьшаться, и при достижении значения Uпер происходит возврат в первое квазиустойчивое состояние - сформировался период (два полупериода) прямоугольных колебаний. На pиc. 4 приведены осциллограммы напряжении в различных точках схемы мультивибратора.
Для ограничения уровней входных напряжений в схеме КМДП-инверто-ров встраиваются защитные диоды (см. рис. 2), что приводит к некоторым изменениям вида осциллограмм. Резистор R2 включён для ограничения тока через защитные диоды
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
