Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987) (1092081), страница 38
Текст из файла (страница 38)
4.64,5. Генератор этого типа представляет собой мультивибратор с высокой частотной стабильностью; частота генератора определяется только внешним конденсатором и внутренним резистором. Генератор имеет два входа для управления частотой выходного сигнала: «регулировка частоты» и «частотный диапазон». Кроме того, имеется вывод, с помощью которого можно управлять передачей сигнала на вход, или, другими словами, с помощью этого управляемого входа можно препятствовать прохождению сигнала на выход схемы. Генератор при этом продолжает работать (во всяком случае в схеме ИС 7455!24).
На рис. 4.65 приведена схема ГУН, в которой используется половина ИС 7455124. С этой схемой связаны две внешние цепи, которые позволяют изменять частоту ступенчато (используя позиционный переключатель) и непрерывно (с помощью потенциометра). Частота генерируемых сигналов лежит в диапазоне 0,12 Гц — ЗО МГц для 7455124 и 0,12 Гц — 85 МГц для 745124. Если величина емкости внешнего конденсатора С„, 2 уд дагЦДЦД 2СдлдцтГОЗдЕШ. 2У д дд 2 1 Ццсхд 7д ту дллдд О ддгцтд дддпцк / ьнсш1ажеш, дьддд агслююв| дхад т2ддддд Рис. 4,64.
Выводы схемы 74Е5!24. В корпусе ИС размещены два ГУН. Вырабатываемый сигнал появляется на выходе, когда на разрешающем входе имеет. ся напряжение низкого уровня. Если на этот вход подается напряжение высокого уровня, то на выходе схемы устанавливается постоянное напряжение высокого уровня. +5В П.пзт ддтудд Рис. 4.65. ГУН с ИС 74ЕБ124. Глава 4 234 нам известна, частота генерируемых сигналов вычисляется по формуле (е = с для 741.$124 Сенна 1в= с для 743124, ннеш где 1е — частота в герцах и С,н, — емкость в фарадах.
Коэффициент заполнения импульса при С,„, =8,3 †: 500 пФ равен 50в/в (7413124). Под этим коэффициентом, или рабочим циклом, мы понимаем отношение длительности импульса к его периоду (Цв), выраженное в процентах. Питание генераторной и синхроннзирующей частей схемы (разрешающие входы) осуществляется раздельно, чтобы обеспечить эффективную изоляцию между обеими частями схемы. Она требуется также и для того, чтобы исключить влияние на логические уровни напряжений. Внутренняя схема синхронизации выполнена так, что при включении выхода длительность первых импульсов не уменьшается, т. е. разрешающий вход действует только на фронт соответствующего импульса. ГУН можно использовать в качестве кварцевого генератора, заменяя внешний конденсатор на кристалл кварца.
При этом напряжение питания генератора, по крайней мере для ИС 74Е$124, необходимо уменьшить до +3 В. Кристалл кварца с последовательным резонансом должен работать на основной частоте, а не на гармониках. Эквивалентное последовательное сопротивление кристалла кварца не должно превышать 200 Ом. Максимальная частота, на которой работает генератор с кристаллом кварца, равна 10 МГц для 74Е3124 и 40 МГц для 743124. ГУН-эквивалентом схемы 74ЕБ124 является ИС 7413629. 4.37. Ждущий мультивибратор Ждущий мультивибратор, называемый также одновнбратором, является триггерной схемой, которая генерирует импульс под действием внешнего управляющего сигнала.
Его схема приведена на рис. 4.66. Связь между транзисторами Т1 и Т2 осуществляет РС-цепочка, а связь между Т2 и Т1 является гальванической. Параметры элементов схемы подобраны таким образом, чтобы транзистор Т2 работал в насыщенном режиме. Так как (у„„практически совпадает с потенциалом земли, то Т1 заперт. Это состояние является устойчивым.
При подаче на вход схемы положительного импульса транзистор Т1 на короткое время отпирается, напряжение на коллекторе этого транзистора 236 Семейства логических схем уменьшается и этот скачок напряжения через С2 передается на базу транзистора Т2. При этом Т2 запирается и У„„увеличивается до +Уе, Положительный скачок напряжения У„е усиливает действие управляющего импульса. В результате развивается лавинообразный процесс, приводящий к квазиустойчивому состоянию, в котором транзистор Т2 заперт, а Т1 открыт. Запирание Т2 происходит под действием отрицательного скачка напряжения; диод база — эмиттер этого транзистора не проводит ток, а С2 л Зппппппю пппдпо Рис. 4.66. Одновибратор. начинает разряжаться через 171 по экспоненциальному закону, и напряжение на правой обкладке стремится к +Уа. Время, в течение которого транзистор Т2 заперт, определяется величинами С2 и 171 и вычисляется по формуле 1 = С2141 1п 2.
Эта приближенная формула выводится так же, как и для не- синхронизированного мультивибратора. Как только напряжение на базе транзистора Т2 становится выше потенциала земли, он открывается снова и схема возвращается в исходное состояние. На рис. 4.67 приведены эпюры напряжений в различных точках ждущего мультивибратора, когда схема запускается нерегулярно повторяющимися треугольными импульсами напряжения.
Из рисунка следует, что на коллекторе транзистора Т2 формируется положительный импульс. Условия формирования фронтов такие же, как и в случае несинхронизированного мультивибратора. Время восстановления схемы определяется величинами Я„, и С2. Если они велики, то пройдет относительно много времени, прежде чем С2 снова зарядится до напряжения Уе. Во время этого заряда схема внешним импульсом не запускается. Более того, если конденсатор не заряжен до напряжения Уе, приве- Глава 4 236 3апусиаитаьаа иипасьс ывас 2 иаисситппд и а иаииаипп т~ о Фала уу Рис.
4.67. Эпюры напряжений и различных точках опноиибратора. денная выше формула для вычисления длительности импульса становится непригодной. Заряд этого конденсатора, который определяет время восстановления схемы после опрокидывания, может быть ускорен с помощью эмнттерного повторителя по аналогии с самовоэбуждающимися мультивибраторами. Эмиттерный повторитель мож- 237 Семейство логических схем но включить между ВС-цепочкой и входом второго транзистора (рис. 4.б8).
Усиление по току а' в эмиттерном повторителе позволяет выбрать сопротивление утечки ббльшим примерно в а' раз по сравнению с рассмотренным выше случаем. При сохранении длительности импульса емкость С, уменьшится в а' раз и конденсатор будет заряжаться быстрее (через )с,г) до напряжения 1/в. 4.38. Одновибраторы в ТТЛ-схемах В составе ТТЛ-семейства имеются ИС, которые разработаны специально для получения одиночных импульсов.
Эти ИС имеют следующие обозначения: 74123, 741123 и 74Е8123. На рис. 4.69 приведено расположение выводов ТТЛ-одновибратора. В одном Р1Р-корпусе находятся два одновибратора, которые можно запустить повторно, т. е. во время формирования импульса на них можно подать новый запускающий сигнал, после которого схема будет запущена заново. На рис. 4.70 показан одновнбратор на основе ИС 74Е8123 с добавлением компонентов. Его можно запустить и возвратить в исходное состояние с помощью внешних сигналов, подавае- ~в ВВ) 4х1п2 Рнс, 468.
Схемы одновиораторов, в которых с помощью вмиттерного повтори- теля достигаются короткие времена нарастания. мых на входы А, В и С. В функциональной таблице показано, как реализуются эти режимы. Запуск происходит при подаче на вход А сигнала низкого уровня (А(Е)) и одновременно сигналов высокого уровня на входы В и С (В(Н) и С(Н)). Схема также запускается и сигналами В(Н), А(В) и В(Н). Наконец, схема может быть запущена при подаче импульса высокого уровня на вход «установка нуля» при А(Е) и В(Н).
Это возможно потому, что входная схема реализует функцию ИЛИ. Восстановление исходного со- 238 Глава 4 <7твнеш г +Ь ненеш нбнеш п7 ~я 777 7 а А) ~ И~,.асину СЫ оннеш Свнеш леуннсс Рис. 4.69. Выводы ИС 7413123 (два одновибратора в одном корпусе 171Р). Б~ЦОУНЫЕ Ссгиаим (7 1 1 Фунннсннсньнсн швнннас Рис.
4.70. Одповибратор на ИС 7485123 с повторным запуском. стояния одновибратора производится сигналом низкого уровня через вход «установка нуля», На рис. 4.7( приведена временная диаграмма, из которой видно, что при наличии положительного импульса на входе В, когда мы имеем А(В) и С(Н), схема также запускается, при этом на выходе Я возникает положительный импульс длитель- 239 Семейства логических схем постыл, зависящей от величин Я и С.„. Если мы подадим на вход В второй стартовый импульс, длительность выходного импульса увеличится, потому что еще до окончания первого входного импульса на него наложится второй импульс. Начиная с переднего фронта второго стартового импульса, возникает новый квазиустойчивый цикл.
Нннднгс псснуарнпса Впнусна дл"пд 1 — — 7Вегк — ~ дЬ!хад 1бсп — 'ч Вмгвблас соглвл Ват вабисрлварггнрсгс 'йснупна фааднаи сигнал Яиупнпнаднинцпя) дВВгпд Рис. 4П1. Выходные сигналы одновибратора с повторным аапусном. о — запуск цикла одновибратора; б восстановлсиие цикла одновибратора. Повторныа запуск можно начать ие ракее. чем спусти четверть цикла одновноратора. На рис. 4.71 также показано, что случится, если мы во время квазиустойчивого состояния подадим импульс установки нуля. Видно, что, как только этот импульс достигнет низкого уровня, рабочий цикл прекратится.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
