Мультивибратор на последовательно соединенных элементах

Рассмотрим мультивибратор, работающий на двух логических элементах И-НЕ, соединенных последовательно (рис. 16).

а) б)

Рис. 16. Мультивибратор на последовательно соединенных элементах

После включения напряжения питания на входе элемента DD 1 подается небольшое положительное напряжение U_{dd 1} (лог. 1) и поэтому на выходе низкое напряжение U_{dd 2}» 0, а на его выходе - лог. 0 (DD 1 - включен). Вследствие инвертирования на выходе DD 2 - лог. 1 (элемент выключен). Конденсатор С начинает заряжаться через резистор R ₁. По мере заряда конденсатора С напряжение на резисторе R ₁ уменьшается, т.е. потенциал на входе DD 1 падает, приближаясь к пороговому значению переключения на входе. При достижении критического значения U_{dd 1} элемент DD 1, воспринимая его как лог. 0 на входе, переключается в состояние лог. 1 на выходе. В результате на выходе элемента DD 2 устанавливается лог. 0, а конденсатор начинает разряжаться через резистор R ₁под действием напряжения высокого уровня на входе DD 2. По мере разряда конденсатора и уменьшения напряжения на нем, возрастает падение напряжения на резисторе R ₁,так что потенциал на входе DD 1 возрастает до напряжения переключения, при котором DD 1 включается и на его выходе устанавливается лог. 0. Далее процесс повторяется.

Время заряда и разряда конденсатора в данном случае одинаково t = RC, т.е. скважность q = 2.

Для того чтобы ускорить процесс разрядки конденсатора в схему вводят диод VD (показан пунктиром на рис. 11) включенный последовательно с резистором R ₂. В этом случая постоянная времени разряда конденсатора, равная t_раз = СR ₂ < t. Поэтому можно изменять длительность импульса в пределах от 20 нс до 10 мс и скважность от 2 до 100.

Форма колебаний (рис. 17, б) позволяет считать, что подобная схема является ГЛИНом.

Рис. 17. Схемы мультивибраторов и их временные диаграммы

На базе логических элементов можно сформировать разнообразные симметричные и несимметричные мультивибраторы (рис. 16):

а) на базе инвертирующего триггера Шмита (один элемент К155ТЛ1 или К155ТЛ2 (SN 7414 - 6 триггеров Шмита с инверсией);

б) на двух инвертирующих логических элемента (НЕ, ЛА, ЛЕ) ИМС К155;

в) на двух инвертирующих элементах (НЕ, ЛА, ЛЕ, ЛН, ЛП) ИМС КМОП-технологии К561, например, К561ЛА8 (СD 4012 - 2 элемента 4И-НЕ), К561ЛН2 (СD4049-6 элементов НЕ) или К176, например К176ЛП4 (СD 4000 - 2 элемента 3 ИЛИ-НЕ и 1 НЕ), К176ПУ2 (CD 4009 - 6 преобразователей уровня с инверсией для совместного применения ТТЛ и КМОП);

г) на двух элементах типа ЛЕ КМОП с двумя RC -цепями;

д) на RS -триггере, например, один элемент К176ТМ2.

Генераторы, изображенные на рис. 16, а, б, в, создают колебания со скважностью q = 2 и Т» 0,3 RC. Их временные диаграммы представлены на рис. 11, ж. Изменение величины R позволяет изменять частоту в широких пределах, так что коэффициент К, равный К = f_max / f_min достигает 4-5 для элементов ТТЛ, и 1000 для генераторов на КМОП элементах.

В генераторах на основе RS -триггеров (г, д, е) предусмотрено изменение частоты, причем Т = R ₁ C ₁ + R ₂ C ₂.

Дата добавления: 2015-07-19