Ждущий мультивибратор (одновибратор) на элементах 2-и-не

ЛЕКЦИЯ №10

Это устройство, вырабатывающее одиночный импульс определенной длительности при подаче на вход запускающего сигнала. Его схема на элементах «2-И-НЕ» показана на рис. 10.1.

Рис. 10.1

Начальное состояние сигналов в различных точках схемы отмечено в кружках.

В качестве запускающего сигнала может быть перепад из 1 в 0 (отрицательный фронт) или короткий отрицательный импульс (из 1 в 0 и в 1).

Временные диаграммы работы схемы показаны на рис. 10.2.

Рис. 10.2

Работает схема следующим образом. При подаче запускающего сигнала на выходе DD1 появляется логическая единица. Через конденсатор она поступает на вход DD2, и на выходе этой схемы появляется логический ноль. Этот сигнал поступает на второй вход DD1, и с этого момента выходное напряжение DD1 не зависит от входного сигнала и остается равным логической единице. Начинается заряд конденсатора С через резистор R₁. По мере заряда конденсатора, напряжение на нем растет, а на сопротивлении R₁ уменьшается по экспоненте. В результате входное напряжение DD2 начинает уменьшаться. Как только оно достигло порогового, DD2 уже воспринимает его как логический 0 и его выходное напряжение становится равным логической единице, обратная связь прекращает действовать, и выходной сигнал DD1 определяется с этого момента входным сигналом.

Рассмотрим связь между длительностью полученного импульса и элементами схемы.

Для КМОП-логики.

Для элементов этой логики можно положить: , ; . Кроме того, можем записать: - для любого момента времени t.

Для напряжения на конденсаторе имеем:

Так как ток, протекающий через C, равен току, протекающему через R₁, то

.

Отсюда получаем уравнение:

.

Дифференцируем его по времени, получаем:

.

Его решение имеет вид: .

Так как в момент времени t=t_{0 +0}.

,

то для напряжения U₁ получим следующее уравнение:

.

Приравняв это напряжение к пороговому U₁=U_пор, можно найти зависимость длительности импульса от элементов схемы:

- уравнение для длительности импульса, где .

Максимальный ток, который вытекает с выхода DD1, будет в момент времени t₀, поэтому для того, чтобы этот элемент не перегружался, необходимо выполнить условие:

.

(В этот момент времени на конденсаторе напряжение равно нулю). Отсюда легко определяется минимальное значение сопротивления R₁. Максимальное его значение может достигать единиц мегаом.

Рассмотренная схема позволяет получать импульсы длительностью от единиц микросекунд но нескольких секунд.

TTЛ – логика.

До момента через входные цепи DD2 протекает ток . Этот ток создает на сопротивлении R₁ падение напряжения, равное:

.

Полученное выражение ограничивает величину сопротивления R₁, так как в противном случаи это напряжения будет восприниматься DD2 как логическая единица, и схема работать на будет. На практике для TTЛ логики выбирают R₁ 390Ом или 330Ом.

Когда приходит запускающий импульс, входной сигнал DD2 становится равным логической единице, и входные токи становятся равными нулю. Для выходного напряжения DD1 можно записать:

(Входные токи DD2 равны нулю, и ток конденсатора равен току через резистор R1). Дифференцируя это уравнение, получаем:

. Его решение запишется: . Так как в начальный момент времени (входные токи DD2 уже равны нулю), то получаем: . Приравнивая это выражение к пороговому напряжению, окончательно имеем:

.

Дата добавления: 2014-01-04