Импульсные устройства на микросхемах (944139), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Схема варианта мультивибратора с одной КС-цепью (близкого к показанному на рис. 5.!5, а) изображена на рис. 5.!6, а. Резистор К2= К1 играет ту же роль, что и К2 в устройстве по схеме на рис. 5.!7. Стабильность частоты у двух последних мультивибраторов невелика, так как период колебаний зависит от ряда нестабильных параметров — напря. жения питания, температуры среды и т. п Так, отклонение напряжения питания на ~5% вызывает уход частоты на ~1%. Поскольку сопротивление резистора К! хронирующей цепи мало, для обеспечения колебания с пони- РР(г РЭд2 РР/ Я РРГ ~1гПИПНг РР! ~!в !!155РР5 а) Рис. 5.18.
Схема мультивибратора нл повторителе и инверторе ТТЛ: а — нэ логических элементах Исключэющее ИЛМ; б — повторитель — днэ нннерторе б! сг' л / гггр Сг Т22 Рис. 5.20. Схема мультивибратора с колебательным контуром на одном инверторе ТТЛ Рис. 5.19.
Схема мультнвибратора на двух инверторах ТТЛ с последовательным колебательным ЕС-кон. туром жснной частотой конденсатор С1 должен иметь большую емиость, а значит, большие размеры и массу. Стабильность частоты иолебаиий мультивибратора на логических элементах удается сушествеино повысить путем замены хроннрующей КС-пепи на нолебательный ЕС.нонтур.
Контур, обладающий даже небольшой добротностью, улучшает стабильность частоты не менее чем в 1О раз. Применение таких генераторов особенно оправдано для частоты 50 крп и выше, в этом случае размеры ионтура невелики. В качестве катушек индуктивности могут быть и серийные высокочастотные дроссели типа Д, ДТ, Д! — Д4 и т.п. На рис. 5.!9 изображена схема простого мультивибратора с колебательным контуром.
Элементы 001.1 и 001.2 для облегчения самовозбуждения переведены в усилительный режим. Частота генерирования определяется в основном последовательным контуром С!Е!, хотя на частоту влияют и некоторые побочные факторы, в частности входная и выходная емкость логических элементов. Емкость конденсатора С2 должна быть достаточной для того, чтобы его емкостное сопротивление было пренебрежимо мало в сравнснии с входным сопротивлением логического элемента.
Другой генератор подобного рода собран по схеме емкостной трехтачки (рис. 5.20). Собственно генератор образован инвертором 00!.1 и контуром Е)С1С2. Инвертор 001.2 служит буферным усилителем и формирователем сигналов. Частоту генерирования для двух последних устройств можно определять по известной формуле (5.19) 2пУ$.С!о-в где 1 — частота, кГц; Š— индуктивность катушки контурз мкГи; С вЂ” емкость конденсаторов контура, нф.
Для последнего варианта в формулу подставляют суммарную емкость, образованную последовательно соединеннымн конденсаторами С! и С2. !и Ыl )г» лУХХР/7 Рис. 5.2!. Схема мультивибратора на 0-триггере со статическим уп- равлением Рис. 5.22. Схема мультивибратора с перекрестной обратной связью С=С1С2/(С1+С2). На одной микросхеме К1555ТМ7 (К555ТМ7) можно реализовать четыре мультнвибратора на разные частоты. Она содержит четыре 0-триггера со статическим управлением по тактовому входу С, т. е. триггера-защелки.
Каждый нз триггеров имеет прямой и инверсный выходы относительно 0-вкода. Когда на входе С разрешающее напряжение высокого уровня, триггер-защелку можно рассматривать как дза последовательно соединенных инвертора с выводами от каждого выхода. Скема мультизибратора на одном из четырех триггеров микросхемы К155ТМ7 (рис. 521) не отличается по существу от ранее описанной (см.
рнс. 5.17). Резистор К2 (1...3,3 кОм) обеспечивает требуемое напряжение высокого уровня (2,5...3,5 В) на разрешающем входе С. Если мультивибратор собирают на микросхеме К555ТМ7, вкод С можно соединить с выво. дом Гч непосредственно. Интересен по принципу действия мультивибратор, схема которого предо~валена на рнс. 5.22. Здесь элементы И-НЕ охвачены перекрестной обрат. ной связью, что способствует повышению крутизны фронта и среза выходных импульсов. При включении питания конденсаторы С1 н С2 разряжены. Допустим, что в начальный момент на выходе 1, действует напряжение высокого уровня, а на выходе 2 — низкого.
Образуются дзе параллельные цепи заряд. ки конденсаторов Первая, выход 1 — резистор К1 — конденсатор С! — вы. ход 2; вторая выход 1 — конденсатор С2 — резистор к2 — выход 2. Напряжение низкого уровня на нижнем по схеме входе элемента 00! 1 обеспечивает устойчивый высокий уровень на выходе 1, и поэтому повышение напряжения на верхней обкладке конденсатора С! ие отражается иа его состоянии. Во второй цепи по мере зарядки конденсатора С2 напряжение на резисторе Р2 будет уменьшаться и, когда оно сгаиет равным Оч,ю произойдет переключение элемента 001.2, и уровень на выходе 2 станет высоким.
Если к этому моменту напряжение на верхнем входе элемента ОО1.1 булет равно или выше 1)„э, произойдет переключение этого элемента. После пс. реключения начнется новый цикл, подобный описанному, с той разниней, что первым сработает элемент ОР1.1. Оптимальный режим работы соответствует равенству В1С!-К2С2. Качество автоколебательных мультивибраторов на лопшескнх элементах ТТЛ, как и в случае с одновибраторами, можно повысить введением дополнительного транзистора — биполярного или полевого — в роли буферного элемента между ВС-цепью и входом микросхемы ТТЛ. Введение транзистора позволяет значительно увеличивать сопротивление резистора хронирующсй цепи и соответственно уменьшать емкость конденсатора.
Биполярный транзистор, к тому же, способствует повышению стабильности частоты генерирования. Схема простого мультивибратора с транзистором показана на рис 5.23. Транзистор работает в ключевом режиме и служит инвертором, Обратите внимание, что сопротивление резистора ВС-цепи по сравнению с мультнвибраторами без транзистора, примерно в ймэ раз больше. Роль резистора В4— вспомогательная, он, во-первых, ограничивает амплитуду тока зарядни и разрядки конденсатора С1, что особенно важно при большой его емкости, и, во-вторых, позволяет в некоторых пределах регулировать снважность выходных импульсов. Период следования выходных импульсов можно определить по приблизительной формуле Т=2,ЗРС.
В лабораторной практике может быть полезен шнрокоднапазонный н стабильный автоколебательный мультивибратор, построенный по схеме на рис. 5.24. Период его колебаний можно плавно изменять в 200 раз. Напряжение низкого уровня на управляюшем входе выключает генератор. При подаче напряжения 1)г„р высокого уровня (2,8...4,5 В), а также, когда этот вход остается свободным, имеет место самовозбуждение. Частота генерации определяется постоянной времени цепи (ц1+ВЗ), С1. Изменение емкости конденсатора С! от 20 пФ до 10 мкФ обеспечивает изменение частоты от единиц мегагерц до долей герца. Резистор В2 способствует уравниванию длительности импульса и паузы.
Наличие резистора К2 не обязательно. При изменении напряжения питания на ~107з уход частоты колебаний не превышает ~1,5%. Температурный дрейф менее 0,1з)з!'С [9). йУ бдя Г7 дйгл Т!! гз К!55ПДУ Рис. 5.24. Схема мультивибраторз с широким частотным диапазоном Рис. 5.23. Схема мультнвибратора на одном инверторе и биполярном транзисторе 95 Рнс. 5.25. Схема мультивибратора с эмиттерным повторителем на входе инвертора ТТЛ 5.5. Мультивибраторы на основе триггеров Схема мультивибратора на двух логических элементах КМОП с двумя времязадающими КС-цепями представлена иа рис.
5.26,а. По сушеству, этот мультивибратор представляет собой два одновибратора (рис. 4.18) с перекрестными триггерными связями. Начиная с момента включения питания на одном из выходов возникает напряжение высокого уровня, на другом — низкого. Высокое напряжение заряжает соответствующий конденсатор, второй конденсатор в это время разряжен. Когда напряжение на обкладках заряжаемого конденсатора достигнет напряжения 1)нер, произойдет переключение логического элемента и смена уровня на выходах.
Начнется зарядка другого конденсатора через резистор, в то время кан первый быстро разрядится через диод и выходную цепь логического элемента. Когда напряжение на заряжаемом конденсаторе окажется достаточным для переключения своего логического элемента, снова произойдет переключение, т. е. устройство будет работать в режиме самовозбуждеиия. Вместо триггера РР -С:1 — УР1 РП С-3 УП -С::1 — УР! РУ РР1 ППП11ПУ УРУ РР1 гуз ППУУУР1 — РР1 71 Пбб!ПУП Рз б) д) Рис. 5.26. Схема мультивибратора на КБ-триггере с двумя )1С-цепями: а — НЗ-грнггер не элементах ИЛИ вЂ” ИЯ; б — е использованием входов З н Ц трнггера О-гене; з — е ненаньзазеннем нхаяан 3 н Н триггера Зц.гнпе Р Период следования вмходиых импульсов можно определять по ориентировочной формуле для преУэ К1П5ПН! дущего мультивибратора В муль- тивибраторе по схеме на рис.
5.25 транзистор работает эмиттерным повторителем, т. е. имеет большое входное и малое выходное сопротивление, Вместо КТ36!Б могут быть употреблены маломощные транзисторы, имеющие коэффициент бе~э~~100 1КТ209Е, КТ502Б, КТ3017Б, КТ3107Г, КТ30107Е и др.). нз логических элементов можно применить готовый триггер, напРимер, нз микросхемы К561ТМ2 (рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
