Мультивибраторы на потенциальных логических элементах

Переходные процессы, определяющие частоту и период колебаний в мультивибраторах на транзисторах, операционных усилителях, логических элементах, аналогичны. Структурно они также строятся по схемам: 2 транзистора по схеме ОЭ или 2ЛЭ с отрицанием типов И-НЕ, ИЛИ-НЕ, включенных последовательно. Мультивибратор имеет два временно устойчивых состояния: один ЛЭ (микросхема) закрыт, другой – открыт и наоборот. Параметры времязадающих RC-цепей определяют частоту мультивибратора.

Мультивибраторы могут работать в следующих режимах:

– автогенераторный;

– ждущий;

– режим синхронизации (работа мультивибратора синхронизирована внешним задающим генератором).

Для построения мультивибраторов на потенциально логических элементах могут использоваться элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Для многовходовых элементов неиспользуемые входы объединяют, однако при этом возрастает входная емкость и уменьшается входное сопротивление, либо подключают их для элемента И-НЕ на +Еп, для элемента ИЛИ-НЕ на –Еп (общую шину).

Принципиальная схема мультивибратора на элементах И-НЕ приведена на рис. 7.1. Время формирования импульса и паузы определяется постоянными времени заряда конденсаторов τзар1 = CR1 (τзар2 = CR2), разряд происходит через ускоряющие диоды τраз1 = С1·rVD1 (τраз2 = С2·rVD2).

Рассмотрим цепь заряда конденсатора Cl: C1 заряжается, когда элемент DD2 находится в состоянии логической «1», при этом элемент DD1 – в состоянии логического «0». Между выходным зажимом DD2 и его общей шиной элемент можно представить электрической моделью в виде источника э.д.с. (рис. 7.2.)

 

Здесь R"ВЫХ – выходное сопротивление элемента в состоянии логической «1», Е" – э.д.с. источника. Для серии К155 Е" = 3,5 В, R"BЫX=100÷600 Ом.

Цепь заряда конденсатора С1: от +Еп" источника э.д.с. через выходное сопротивление элемента DD2 R"ВЫХ, конденсатор С1 и резистор R1 на «минус» питания э.д.с. Е".

 

 

 
 

Рис. 7.1. Принципиальная схема мультивибратора на ПЛЭ «И-НЕ»

Рис.7.2. Модель элемента DD2 в состоянии логической «1»

В момент переключения элемента DD2 в состояние «1», его выходное напряжение UвыхDD2 = 3,5B (для серии К155) будет приложено к входу DD1, т.к. в момент коммутации Uс1- = 0, при этом выходное напряжение элемента DD2 UвыхDD2 падает до 0 В. В мультивибраторе имеет место первое временно устойчивое состояние (DD2 в состоянии логической «1», DD1 – в «0»). По мере заряда конденсатора С1 напряжение на входе DD1 уменьшается и в определенный момент времени достигает порогового уровня Unop (Unop ≈ l,5B для серии К155), при котором DD1 переключается в состояние логической «1», что соответственно переводит элемент DD2 в состояние логического «0». При этом происходит переход схемы во второе временно устойчивое состояние. В этом состоянии конденсатор С1 разряжается, а конденсатор С2 заряжается. Для цепи разряда С1 (элемент DD2 находится в состоянии логического нуля).

Между выходным зажимом DD2 и его общей шиной его можно представить следующей электрической моделью (рис. 7.3.)

Рис. 7.3. Модель элемента DD2 в состоянии логического «0»

 

Здесь R'вых – выходное сопротивление элемента в состоянии логического «0», Е' – э.д.с. источника. Для серии К155 Е' = 0,2÷0,3 В, R'вых = 100 Ом.

При разряде конденсатора С1 источником э.д.с. в цепи является UC1 (UC1 = 3,5B). Цепь разряда конденсатора от +UC1 через R'вых. Разряд конденсатора происходит быстро, ввиду малой постоянной времени разряда С1 - rVD1. Схема вновь переходит в первое временно устойчивое состояние.

Расчет длительности импульса и паузы мультивибратора. Длительность импульса мультивибратора на ПЛЭ рассчитывается по формуле:

 

Длительность паузы мультивибратора на ПЛЭ рассчитывается по формуле:

 
 

Для симметричной схемы R1 = R2, C1 = C2 и R»R1BbIX, получим:

Для обеспечения нормальной работы мультивибратора необходимо выполнить условие U R < U пор, что накладывает ограничения на верхний уровень величины резистора R. При этом Iвх≈ 1мА(для серии К155) значение R не должно превышать величины 1÷1,3 кОм.






Дата добавления: 2017-05-02; просмотров: 2047; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.013 сек.