Схема звукового генератора

Логические микросхемы. Часть 4

После знакомства в предыдущих частях статьи с микросхемой К155ЛА3 попробуем разобраться с примерами ее практического применения.

Казалось бы, что можно сделать из одной микросхемы? Конечно, ничего выдающегося. Однако попробовать собрать какой либо функциональный узел на ее основе следует попробовать. Это поможет наглядно разобраться с принципом его работы и настройки. Одним из таких узлов, достаточно часто применяющимся на практике является автоколебательный мультивибратор.

Схема мультивибратора показана на рисунке 1а. Эта схема по внешнему виду очень похожа на классическую схему мультивибратора на транзисторах. Только здесь в качестве активных элементов применены логические элементы микросхемы, включенные инверторами. Для этого входные выводы микросхемы соединены вместе. Конденсаторы С1 и С2 образуют две цепи положительной обратной связи. Одна цепь это вход элемента DD1.1 – конденсатор С1 – выход элемента DD1.2. Другая с входа элемента DD1.2 через конденсатор С2 на выход элемента DD1.1.

Благодаря этим связям схема самовозбуждается, что приводит к генерированию импульсов. Период следования импульсов зависит от номиналов конденсаторов в цепях обратной связи, а также сопротивления резисторов R1 и R2.

На рисунке 1б та же самая схема нарисована таким образом, что еще более похожа на классический вариант мультивибратора на транзисторах.

Рис. 1 Автоколебательный мультивибратор

Электрические импульсы и их характеристики

До сих пор при знакомстве с микросхемой мы имели дело с постоянным током, ведь входные сигналы в процессе опытов подавались вручную с помощью проволочной перемычки. В результате чего на выходе схемы получалось постоянное напряжение низкого или высокого уровня. Такой сигнал носил случайный характер.

В собранной нами схеме мультивибратора напряжение на выходе будет импульсным, то есть меняющимся с определенной частотой скачкообразно от низкого уровня к высокому и обратно. Такой сигнал в радиотехнике называют импульсной последовательностью или просто последовательностью импульсов. На рисунке 2 показаны некоторые разновидности электрических импульсов и их параметры.

Участки импульсной последовательности, на которых напряжение принимает высокий уровень принято называть импульсами высокого уровня, а напряжение низкого уровня это есть паузы между импульсами высокого уровня. Хотя на самом деле все относительно: можно считать, что импульсы имеют низкий уровень, которым и будет включаться, например, какое-либо исполнительное устройство. Тогда паузой между импульсами будет считаться как раз высокий уровень.

Рисунок 2. Последовательности импульсов.

Одним из частных случаев формы импульсов является меандр. В этом случае длительность импульса равна длительности паузы. Для оценки соотношения длительности импульса пользуются параметром, который называется скважностью. Скважность показывает во сколько раз период следования импульса больше длительности импульса.

На рисунке 2 период следования импульсов обозначен, как и везде, буквой Т, а длительность импульса и паузы соответственно tи и tп. В виде математической формулы скважность будет выражена так: S = Т / tи.

В силу этого соотношения скважность импульсов типа «меандр» равняется двум. Термин меандр в данном случае заимствован из строительства и архитектуры: это один из способов кладки кирпича, рисунок кладки как раз напоминает указанную последовательность импульсов. Последовательность импульсов «меандр» показана на рисунке 2а.

Величина, обратная скважности называется коэффициентом заполнения и обозначается буквой D от английского Duty cycle. Согласно вышесказанному D = 1/S.

Зная период следования импульсов можно определить частоту следования, которая вычисляется по формуле F = 1/T.

Начало импульса называется фронтом, а окончание соответственно спадом. На рисунке 2б изображен положительный импульс со скважностью 4. Его фронт начинается от низкого уровня и переходит в высокий. Такой фронт называется положительным или восходящим. Соответственно спад данного импульса, как видно на картинке, будет отрицательным, падающим.

Для импульса низкого уровня фронт будет падающим, а спад нарастающим. Эта ситуация показана на рисунке 2в.

После такой небольшой теоретической подготовки можно приступать к опытам. Для того, чтобы собрать мультивибратор, показанный на рисунке 1, достаточно к микросхеме уже установленной на макетной плате, припаять два конденсатора и два резистора. Для исследования выходных сигналов можно воспользоваться просто вольтметром, желательно стрелочным, а не цифровым. Об этом уже было сказано в предыдущей части статьи.

Конечно, прежде чем включать собранную схему надо проверить, нет ли каких-нибудь замыканий и правильность сборки в соответствии со схемой. При указанных на схеме номиналах конденсаторов и резисторов напряжение на выходе мультивибратора будет изменяться от низкого уровня до высокого не более, чем тридцать раз в минуту. Таким образом, стрелка вольтметра, подключенная, например, к выходу первого элемента, будет совершать колебания от нуля практически до пяти вольт.

То же самое можно будет увидеть, если подключить вольтметр к другому выходу: амплитуда и частота отклонений стрелки будут те же, что и в первом случае. Ведь не зря такой мультивибратор часто называют симметричным.

Если теперь не полениться и подключить параллельно конденсаторам еще по одному конденсатору такой же емкости, то можно увидеть, что стрелка стала колебаться раза в два медленнее. Частота колебаний уменьшилась в два раза.

Если теперь на место конденсаторов как указано на схеме запаять конденсаторы меньшей емкости, например по 100 микрофарад, то можно заметить просто повышение частоты. Стрелка прибора будет колебаться намного быстрее, но все же ее движения еще достаточно заметны.

А что получится, если изменить емкость только одного конденсатора? Например, один из конденсаторов так и оставить емкостью 500 микрофарад, а другой заменить на 100 микрофарад. Заметно будет увеличение частоты, а, кроме того, стрелка прибора покажет, что изменилось временное соотношение импульсов и пауз. Хотя и в этом случае согласно схеме мультивибратор все равно остался симметричным.

Теперь попробуем еще уменьшить емкость конденсаторов, например 1…5 микрофарад. В этом случае мультивибратор будет генерировать звуковую частоту порядка 500…1000 Гц. Стрелка прибора на такую частоту реагировать не сможет. Она будет просто находиться где-нибудь посреди шкалы, показывая средний уровень сигнала.

Тут уже просто не понятно, то ли на самом деле идут импульсы достаточно высокой частоты, то ли на выходе микросхемы «серый» уровень. Чтобы такой сигнал различить требуется осциллограф, который есть не у всех. Поэтому, чтобы убедиться в работе схемы, можно через конденсатор емкостью 0,1 мкФ подключить головные телефоны, и услышать этот сигнал.

Любой из резисторов можно попробовать заменить переменным, примерно такого же номинала. Тогда при его вращении частота будет изменяться в некоторых пределах, что дает возможность ее точной настройки. В ряде случаев это бывает необходимо.

Однако, вопреки всему рассказанному, случается, что мультивибратор работает неустойчиво или не запускается вовсе. Причина этого явления кроется в том, что эмиттерный вход микросхем ТТЛ весьма критичен к номиналам резисторов, установленных в его цепи. Эта особенность эмиттерного входа заключается в следующих причинах.

Резистор на входе является частью одного из плеч мультивибратора. За счет тока эмиттера на этом резисторе создается напряжение, которое закрывает транзистор. Если сопротивление этого резистора сделать в пределах 2…2,5 Ком, падение напряжения на нем будет настолько большим, что транзистор просто перестает реагировать на входной сигнал.

Если же наоборот взять сопротивление этого резистора в пределах 500…700 Ом, транзистор будет все время открыт и входными сигналами не управляется. Поэтому данные резисторы следует подбирать исходя из этих соображений в диапазоне 800…2200 Ом. Только так можно добиться устойчивой работы мультивибратора, собранной по этой схеме.

Тем не менее, на работу такого мультивибратора влияют такие факторы, как температура, нестабильность источника питания, и даже разбросы параметров микросхем. Микросхемы разных производителей зачастую отличаются весьма значительно. Это касается не только 155-й серии, а и других. Поэтому мультивибратор, собранный по такой схеме практически применяется очень редко.

Мультивибратор на трех элементах

Более стабильная схема мультивибратора показана на рисунке 3а. Она состоит из трех логических элементов, включенных, также как и в предыдущей, схеме инверторами. Как видно из схемы, в эмиттерных цепях логических элементов только что упомянутых резисторов нет. Частота колебаний задается всего лишь одной RC цепочкой.

Рисунок 3. Мультивибратор на трех логических элементах.

Работу этого варианта мультивибратора можно также наблюдать с помощью стрелочного прибора, но для наглядности можно на той же плате собрать индикаторный каскад на светодиоде. Для этого понадобится один транзистор типа КТ315, два резистора и один светодиод. Схема индикатора показана на рисунке 3б. Его также можно спаять на макетной плате вместе с мультивибратором.

После включения питания мультивибратор начнет вырабатывать колебания, о чем свидетельствуют вспышки светодиода. При указанных на схеме номиналах времязадающей цепочки частота колебаний около 1Гц. Чтобы убедиться в этом достаточно посчитать количество колебаний за 1 минуту: их должно быть около шестидесяти, что соответствует 1 колебанию в секунду. По определению это как раз и есть 1Гц.

Изменить частоту такого мультивибратора можно двумя способами. Сначала подключите параллельно конденсатору еще один конденсатор такой же емкости. Вспышки светодиода стали примерно в два раза реже, что говорит об уменьшении частоты вдвое.

Другой способ изменения частоты состоит в изменении сопротивления резистора. Проще всего на его место установить переменный резистор номиналом 1,5…1,8 Ком. При вращении этого резистора частота колебаний будет изменяться в пределах 0,5…20 Гц. Максимальный частота получится в том положении переменного резистора, когда будут замкнуты выводы микросхемы 1 и 8.

Если поменять конденсатор, например емкостью на 1 мкф, то с помощью того же переменного резистора возможна регулировка частоты в пределах 300…10 000 Гц. Это уже частоты звукового диапазона, поэтому свечение индикатора выглядит непрерывным, сказать есть импульсы или нет невозможно. Поэтому, как в предыдущем случае следует воспользоваться головными телефонами, подключенными к выходу через конденсатор 0,1 мкФ. Лучше, если головные телефоны будут высокоомными.

Для рассмотрения принципа работы мультивибратора на трех элементах вернемся к его схеме. После того, как будет включено питание, логические элементы примут какое-то состояние не одновременно, какое именно можно только предполагать. Предположим, что элемент DD1.2 первым оказался в состоянии высокого уровня на выходе. С его выхода через незаряженный конденсатор С1 напряжение высокого уровня передастся на вход элемента DD1.1, который установится в нулевое состояние. На входе элемента DD1.3 высокий уровень, поэтому он также устанавливается в нулевое состояние.

Но это состояние устройства неустойчивое: конденсатор С1 постепенно заряжается через выход элемента DD1.3 и резистор R1, что приводит к постепенному уменьшению напряжения на входе DD1.1. Когда напряжение на входе DD1.1 приблизится к пороговому, он переключится в единицу, и соответственно этому элемент DD1.2 в нуль.

В таком состоянии конденсатор С1 через резистор R1 и выход элемента DD1.2 (в это время на его выходе низкий уровень) начинает перезаряжаться с выхода элемента DD1.3. Как только по мере зарядки конденсатора напряжение на входе элемента DD1.1 превысит пороговый уровень все элементы переключатся в противоположные состояния. Таким образом на выводе 8 элемента DD1.3, являющимся выходом мультивибратора формируются электрические импульсы. Также импульсы можно снять с вывода 6 элемента DD1.2.

После того, как мы разобрались с получением импульсов в трехэлементном мультивибраторе можно попробовать сделать двухэлементный, схема, которого показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Мультивибратор на двух логических элементах.

Для этого достаточно правый по схеме вывод резистора R1 отпаять от вывода 8 и запаять на вывод 1 элемента DD1.1. выходом устройства станет вывод 6 элемента DD1.2. элемент DD1.3 уже не нужен, и его можно отключить, например, для использования в других цепях.

Принцип работы такого генератора импульсов мало отличается от только что рассмотренного. Предположим, что на выходе элемента DD1.1 высокий уровень, тогда элемент DD1.2 находится в нулевом состоянии, что дает возможность конденсатору С1 заряжаться через резистор и выход элемента DD1.2. По мере заряда конденсатора напряжение на входе элемента DD1.1 достигнет порогового, оба элемента переключатся в противоположное состояние. Это позволит конденсатору перезаряжаться через выходную цепь второго элемента, резистор и входную цепь первого элемента. При снижении напряжения на входе первого элемента до порогового оба элемента перейдут в противоположное состояние.

Как было сказано выше некоторые экземпляры микросхем в схемах генераторов работают нестабильно, что может зависеть не только от конкретного экземпляра, а даже от производителя микросхемы. Поэтому, если генератор не запускается, можно между входом первого элемента и «землей» подключить резистор сопротивлением 1,2…2,0 Ком. Оно создает на входе напряжение близкое к пороговому, чем облегчает запуск и собственно работу генератора.

Такие варианты генераторов в цифровой технике применяются весьма часто. В следующих частях статьи будут рассмотрены относительно простые устройства, собранные на базе рассмотренных генераторов. Но сначала следует рассмотреть еще один вариант мультивибратора – одновибратор, или по другому моновибратор. С рассказа о нем начнем следующую часть статьи.

Борис Аладышкин

Продолжение статьи: Логические микросхемы. Часть 5.

Микросхему DD1 в этой схеме можно заменить на К176ИЕ18

• Главная
• Контакты
• Дизайн детской
  • Сочетание цветовых решений
    • Яркая детская комната
    • Бирюзовый цвет в интерьере детской
    • Детская в фиолетовых тонах
    • Интерьер детской в белом цвете
    • Детская комната в сиреневых тонах
  • Комната для девочки
  • Комнаты для двух девочек
  • Комната для мальчика
  • Интерьер детской комнаты для мальчиков разного возраста
  • Дизайн интерьера детской для двух мальчиков
  • Комнаты для двух мальчиков
  • Комнаты для двоих детей
  • Детская комната для троих детей
  • Комнаты для разнополых детей
  • Интерьер для разнополых детей
  • Интерьер большой детской комнаты
• Интерьер
  • Детская в скандинавском стиле
  • Детская комната в английском стиле
  • Детская комната в стиле Париж
  • Детская комната в японском стиле
  • Детская комната в стиле Барокко
  • Детская в стиле Лофт
  • Детская комната в стиле Винтаж
  • Интерьер детской в стиле Прованс
  • Детская в стиле Шебби Шик
  • Детская в стиле Кантри
  • Детская в стиле Ретро
  • Детская в стиле Модерн
  • Детская в стиле Фьюжн
  • Детская в стиле Ар-деко
  • Детская в стиле Ампир
  • Детская в стиле Китч
  • Детская в стиле Рококо
  • Детская в стиле Ренессанса
  • Детская в стиле Эклектика
  • Детская в стиле Техно
  • Детская в стиле Хай Тек
  • Детская в стиле минимализм
  • Детская в стиле ИКЕА
  • Детская по Фен Шуй
  • Интерьер сказочной детской
  • Детская Пиратская
  • Морской стиль в интерьере детской
  • Детские комнаты в классическом стиле
  • Роскошные детские комнаты
• Игровая комната в доме
  • Детские игровые домики для комнат
    • Интерьер детского домика
  • Хранение детских вещей
  • Зонирование детской комнаты
    • Интерьер комнаты с детской зоной
    • Рабочее место в детской комнате
    • Новая идея или зонирование детской комнаты для девочки
    • Создаем зонирование комнаты на детскую и гостиную фото примеры
  • Дизайн игровой комнаты
  • Дизайн интерьера детской игровой комнаты
  • Хранение игрушек в детской комнате
  • Детская игровая кухня своими руками
  • Домик на дереве своими руками
  • Шалаш в комнате
• Ремонт детской
  • Идеи ремонта детской
  • Детская безопасность в доме
  • Ремонт детской комнаты для мальчика
  • Ремонт детской комнаты для девочки
  • Обои для комнаты мальчиков
  • Обои для комнаты девочек
  • Потолок в детской комнате
  • Детский пол
  • Детский мягкий пол
  • Современная детская комната совмещенная с балконом
• Текстиль для детской
  • Шторы для детской
    • Шторы в детскую для мальчика фото помощник
    • Шторы в детскую для девочки фото подборка
  • Ковры в детскую
  • Детские подушки
  • Детское одеяло
  • Детский плед
  • Покрывало на кровать
  • Детское постельное белье
  • Детский матрас
  • Детские полотенца
  • Детский халат
  • Как делать детский балдахин своими руками пошагово
• Детская мебель
  • Как расставить мебель в детской
  • Размеры детской мебели
  • Детская мебель для мальчиков
  • Детская мебель для девочки
  • Детская мебель для двоих детей
  • Детская бескаркасная мебель
  • Деревянная мебель
  • Детская корпусная мебель
  • Детская модульная мебель
  • Детская мебель трансформер
  • Детские кроватки
  • Делаем кроватку своими руками
  • Диван кровать с бортиками
  • Детская мебель с двухъярусной кроватью
• Идеи для детской
  • Идеи оформления детской
  • Идеи декора детской комнаты
  • Идеи для детской комнаты
  • Идеи для детской для девочки
  • Идеи для детской для мальчиков
  • Идеи детской мебели
  • Идеи детских домиков
  • Идеи для детской своими руками
  • Оригинальный дизайн детской: идеи стилистов
  • Идеи ремонта детской
• Комната для детей
  • Детская для новорожденного
    • Дизайн комнаты для новорожденного
    • Интерьер для новорожденного
    • Комната для новорожденной девочки
    • Комплекты в кроватку для новорожденных
    • Детская мебель для новорожденных
    • Кроватка трансформер для новорожденных
    • Пеленальные столики
    • Кроватка для новорожденного своими руками
  • Комната подростка
    • Современная комната подростка
    • Дизайн комнаты для подростка
    • Спальня для подростка
    • Комнаты для подростка мальчика
    • Комната для девочки подростка
    • Комната для двух подростков
    • Интерьер комнаты для двух мальчиков подростков
    • Проекты комнаты для подростка
    • Идеи для комнаты подростка
  • Спальни для двоих детей
  • Комната для девочки 5 лет
  • Оформление комнаты для девочки
  • Дизайн комнаты для девушки
  • Варианты оформления детских комнат
  • Дизайн детской спальни
  • Детская студия
  • Небольшая детская комната
  • Детская комната для троих детей
  • Проекты детских комнат
• Стены
  • Стены в детской комнате
  • Карта мира в интерьере детской комнаты
  • Картины для детского интерьера
  • Роспись стен в детской комнате

3.4. Триггеры Шмитта

Триггеры Шмитта представляют собой специфические логические элементы, специально рассчитанные на работу с входными аналоговыми сигналами. Они предназначены для преобразования входных аналоговых сигналов в выходные цифровые сигналы. Появление таких микросхем связано в первую очередь с необходимостью восстановления формы цифровых сигналов, искаженных в результате прохождения по линиям связи. Фронты таких сигналов оказываются пологими, в результате чего форма сигналов вместо прямоугольной может стать близкой к треугольной или синусоидальной. К тому же сигналы, передаваемые на большие расстояния, сильно искажаются шумами и помехами. Восстановить их форму в исходном виде, устранить влияние помех и шумов как раз и призваны триггеры Шмитта.

На первом и втором уровнях представления (логическая модель и модель с временными задержками) триггеры Шмитта представляют собой обычные логические элементы, которые с определенной задержкой распространения выполняют логическую функцию над входными цифровыми сигналами. Но на третьем уровне представления их отличие от обычных логических элементов очень существенно.

Рис. 4.9. Передаточные характеристики обычного инвертора и триггера Шмитта с инверсией

Если построить график зависимости выходного напряжения элемента от входного (передаточную характеристику), то для триггера Шмитта он будет гораздо сложнее, чем для обычного элемента (рис. 4.9).

В случае обычного элемента с инверсией (а) при входных напряжениях ниже определенного порога срабатывания Uпор выходной сигнал имеет высокий уровень, а при входных напряжениях выше этого порога Uпор — низкий уровень. При этом не имеет значения, возрастает входное напряжение или убывает.

А в случае триггера Шмитта с инверсией (б) принципиально как раз направление изменения сигнала. При возрастании входного сигнала от нуля до напряжения питания порог срабатывания будет одним (Uпор1), а при уменьшении сигнала от напряжения питания до нуля — другим (Uпор2), причем Uпор1 > Uпор2. В результате на графике образуется своеобразная петля. Выходной сигнал как бы запаздывает переключаться при возврате входного к исходному уровню. Это называется эффектом гистерезиса (запаздывания).

Наличие гистерезиса приводит к тому, что любой шум, любые помехи с амплитудой, меньшей величины (Uпор1 – Uпор2), отсекаются, а любые фронты входного сигнала, даже самые пологие, преобразуются в крутые фронты выходного сигнала. Главное — чтобы амплитуда входного сигнала была большей, чем (Uпор1 – Uпор2). На рис. 4.10 показано, как будет реагировать на сигнал с пологими фронтами и с шумами обычный инвертор и триггер Шмитта с инверсией.

Рис. 4.10. Реакция на искаженный входной сигнал инвертора (слева) и триггера Шмитта с инверсией (справа)

В стандартные серии цифровых микросхем входят триггеры Шмитта, представляющие собой инверторы (ТЛ2 — 6 инверторов), элементы 2И-НЕ (ТЛ3 — 4 элемента) и элементы 4И-НЕ (ТЛ1 — 2 элемента). Пороговые напряжения составляют для всех этих микросхем около 1,7 В (Uпор1) и около 0,9 В (Uпор2). Графическое обозначение триггера Шмитта представляет собой упрощенное изображение его передаточной характеристики с гистерезисом (рис. 4.11).

Наиболее распространенное применение триггеров Шмитта — это формирователь сигнала начального сброса по включению питания схемы. Необходимость такого сигнала сброса вызвана тем, что при включении питания выходные сигналы сложных микросхем, имеющих внутреннюю память (например, регистров, счетчиков), могут принимать произвольные значения, что не всегда удобно. Привести их в необходимое состояние (чаще всего — установить их в нуль) как раз и призван сигнал начального сброса.

Рис. 4.11. Триггеры Шмитта

Рис. 4.12. Формирователь импульса начальной установки по включению питания

Для формирования сигнала начального сброса используется простая RC-цепочка, причем конденсатор берется с большой емкостью. Напряжение на конденсаторе при включении питания нарастает медленно, в результате чего на выходе триггера Шмитта формируется положительный импульс (рис. 4.12). Использовать для этого обычный инвертор не рекомендуется.

Точно так же триггеры Шмитта рекомендуется применять во всех случаях, когда с помощью емкости формируется сигнал с пологими, затянутыми фронтами. В отличие от обычных логических элементов, триггеры Шмитта всегда обеспечивают надежную и стабильную работу. Правда, надо учитывать, что триггеры Шмитта имеют несколько большую задержку, чем обычные логические элементы.

Еще одно применение использование триггера Шмитта состоит в построении генераторов импульсов. В отличие от генераторов на обычных инверторах, в данном случае схема получается гораздо проще: достаточно всего лишь одного инвертирующего триггера Шмитта, одного резистора (порядка сотен Ом) и одного конденсатора (рис. 4.13). При этом очень удобно, что конденсатор одним выводом присоединен к общему проводу, к «земле». Это позволяет применять электролитические конденсаторы большой емкости, а также переменные конденсаторы. Использование двухвходовых триггеров Шмитта дает возможность легко разрешать или запрещать генерацию с помощью управляющего сигнала Разр. При уровне логической единицы на входе Разр. генерация идет, при уровне логического нуля генерации — нет.

Рис. 4.13. Управляемый генератор на триггере Шмитта

Нестандартные триггеры Шмитта можно строить также на основе самых обычных логических элементов с обратной связью через резисторы. При этом путем подбора величин этих резисторов можно выбирать значения пороговых напряжений триггера Шмитта.

Для примера на рис. 4.14 показана схема триггера Шмитта на инверторах, которая работает с входными сигналами, симметричными относительно нулевого уровня. Такие сигналы могут быть, например, в передающем кабеле с трансформаторной развязкой. В данном случае триггер Шмитта не только позволяет восстановить искаженную форму сигнала, но еще и усиливает сигнал, а также сдвигает его уровни до значений стандартных нуля и единицы.

Рис. 4.14. Триггер Шмитта, построенный на обычных логических элементах

Но чаще всего вполне хватает возможностей стандартных триггеров Шмитта, которые не требуют включения внешних элементов и имеют гарантированные характеристики.

Наконец, последнее применение триггеров Шмитта, которое мы здесь рассмотрим, состоит в подавлении так называемого дребезга контактов. Дело в том, что любой механический контакт (в кнопках, тумблерах, переключателях и т.д.) не замыкается и не размыкается сразу, мгновенно. Любое замыкание и размыкание сопровождается несколькими быстрыми замыканиями и размыканиями, приводящими к появлению паразитных коротких импульсов, которые могут нарушить работу дальнейшей цифровой схемы. Триггер Шмитта с RC-цепочкой на входе позволяет устранить этот эффект (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Триггер Шмитта, построенный на обычных логических элементах

Конденсатор заряжается и разряжается довольно медленно, в результате чего короткие импульсы подавляются и не проходят на выход триггера Шмитта. Номинал верхнего по схеме резистора должен в данном случае быть в 6–7 раз больше номинала нижнего, чтобы резистивный делитель при замкнутом тумблере давал на входе триггера Шмитта уровень логического нуля. Сопротивления резисторов должны быть порядка сотен Ом — единиц килоОм. Емкость конденсатора может выбираться в широком диапазоне и зависит от того, какова продолжительность дребезга контактов конкретного тумблера.

Триггер Шмитта на цифровых логических элементах

Триггер Шмитта на логических элементах «НЕ» Основная статья: Триггер Шмитта

Простейшая реализация триггера Шмитта на двух цифровых логических элементах «НЕ» работающих как два последовательно включённых аналоговых инвертирующих усилителей приведена на рисунке.

Имеет неинвертирующий D {\displaystyle D} и инвертирующий D ¯ {\displaystyle {\overline {D}}} цифровые выходы.

Триггер работает следующим образом. Вначале пусть выход триггера D находится в состоянии «0», то есть на выходе низкий потенциал относительно «земли», предполагаем, что логика положительна и состоянию «1» соответствует высокий потенциал и напряжение входа вначале нулевое. При повышение входного напряжения его потенциал станет равным порогу переключения логического элемента, который здесь работает как одновходовый компаратор напряжения, при этом выходное напряжение первого по схеме логического элемента начнёт уменьшаться до порога переключения второго по схеме логического элемента. Это вызовет увеличение его выходного напряжения, что по цепи положительной обратной связи вызовет ещё большее увеличение потенциала входа первого логического элемента. В результате в схеме развивается лавинообразный регенеративный процесс завершающийся переходом выхода первого логического элемента в состояние логического «0», в второго — в состояние логической «1». Такое изменение состояния изменит потенциал входа первого элемента — то есть теперь порог переключения станет ниже исходного. Чтобы теперь перевести триггер в состояние логического нуля входное напряжение нужно снизить ниже нижнего порога. Переключение в состояние «0» аналогично описанному.

Для вычисления порогов приведённой схемы предположим, что выходное напряжения элемента «НЕ» в его состоянии логической «1» равно E o 1 , {\displaystyle E_{o1},} а в состоянии логического «0» E o 0 . {\displaystyle E_{o0}.} Также пусть порог переключения логического элемента по входу равен E s {\displaystyle E_{s}} . Входной ток логического элемента равен 0, что с хорошей точностью выполняется для логических элементов КМОП-серий.

В состоянии выхода логический «0» или «1» потенциал входа E i {\displaystyle E_{i}} первого логического элемента находится как потенциал, снимаемый со средней точки резистивного делителя R i , R f {\displaystyle R_{i},\ R_{f}} в котором R i {\displaystyle R_{i}} подключен к U i , {\displaystyle U_{i},} а R f {\displaystyle R_{f}} — к E o 0 {\displaystyle E_{o0}} или к E o 1 {\displaystyle E_{o1}} в зависимости от состояния триггера:

E i 0 = E o 0 + ( U i − E o 0 ) R f R i + R f {\displaystyle E_{i0}=E_{o0}+(U_{i}-E_{o0}){\frac {R_{f}}{R_{i}+R_{f}}}} при состоянии выхода триггера логический «0» и E i 1 = E o 1 + ( U i − E o 1 ) R f R i + R f {\displaystyle E_{i1}=E_{o1}+(U_{i}-E_{o1}){\frac {R_{f}}{R_{i}+R_{f}}}} при состоянии выхода триггера логическая «1».

Переключение триггера происходит при равенстве потенциала входа первого логического элемента его порогу переключения E s {\displaystyle E_{s}} , то есть при E i = E s {\displaystyle E_{i}=E_{s}} . Значения порогов находятся из решения этих уравнений относительно U i 0 {\displaystyle U_{i0}} (верхний порог) и U i 1 {\displaystyle U_{i1}} (нижний порог):

E s = E o 0 + ( U i 0 − E o 0 ) R f R i + R f , {\displaystyle E_{s}=E_{o0}+(U_{i0}-E_{o0}){\frac {R_{f}}{R_{i}+R_{f}}},} E s = E o 1 + ( U i 1 − E o 1 ) R f R i + R f . {\displaystyle E_{s}=E_{o1}+(U_{i1}-E_{o1}){\frac {R_{f}}{R_{i}+R_{f}}}.}

Решения этих уравнений относительно U i 0 {\displaystyle U_{i0}} и U i 1 {\displaystyle U_{i1}} :

U i 0 = E o 0 + ( E s − E o 0 ) R i + R f R f , {\displaystyle U_{i0}=E_{o0}+(E_{s}-E_{o0}){\frac {R_{i}+R_{f}}{R_{f}}},} U i 1 = E o 1 + ( E s − E o 1 ) R i + R f R f . {\displaystyle U_{i1}=E_{o1}+(E_{s}-E_{o1}){\frac {R_{i}+R_{f}}{R_{f}}}.}

Разность порогов, или ширина петли гистерезиса:

U i 0 − U i 1 = ( E o 1 − E o 0 ) R i R f . {\displaystyle U_{i0}-U_{i1}=(E_{o1}-E_{o0}){\frac {R_{i}}{R_{f}}}.} Пример.

Современные логические элементы КМОП-серий питают обычно от источника +5 В, а порог переключения элементов приблизительно равен половине напряжения питания — около 2,5 В. Для КПОП-логики E o 0 ≃ 0 V ; E o 1 ≃ 5 V {\displaystyle E_{o0}\simeq 0\ V;\ E_{o1}\simeq 5\ V} При равенстве R i = R f {\displaystyle {R_{i}}={R_{f}}} верхний порог U i 0 ≃ 5 V {\displaystyle U_{i0}\simeq 5\ V} а нижний U i 1 ≃ 0 V {\displaystyle U_{i1}\simeq 0\ V} .

Время развития регенеративного процесса при переключении триггера ограничивается в основном временем перезаряда входной ёмкости C i {\displaystyle C_{i}} первого элемента через резистивный делитель обратной связи и приближённо равно τ = r e ⋅ C i {\displaystyle \tau =r_{e}\cdot C_{i}} , где r e {\displaystyle r_{e}} — импеданс резистивного делителя, r e = R i R f / ( R i + R f ) {\displaystyle r_{e}=R_{i}R_{f}/(R_{i}+R_{f})} .

Скорость нарастания выходного сигнала или длительность фронта импульса не зависит от скорости нарастания входного сигнала и для данной технической реализации является величиной постоянной и зависит от быстродействия логических вентилей.

Использование цифрового логического элемента в качестве аналогового компаратора ухудшает точность, стабильность и воспроизводимость порогов переключения, так как собственный порог переключения логических элементов подвержен дрейфу от температуры и дрейфу от нестабильности источника питания.

Журнал «Радио», номер 1, 2000г.
C. Елимов, г. Чебоксары

Автор этой статьи провел экспериментальную работу по исследованию характеристик различных генераторов на микросхемах структуры КМОП. В результате он отобрал несколько наиболее интересных, на его взгляд, вариантов их исполнения, которые мы и представляем вниманию читателей.

В предлагаемой статье кратко описаны несколько схемных решений генератора прямоугольных импульсов, построенного на различных микросхемах серии К561. По своей структуре статья — сравнительно-справочная. К каждой схеме дан перечень параметров и особенностей (см. таблицу), а также графические зависимости потребляемого тока и генерируемой частоты от напряжения питания.

Таблица

Генератор по схеме на рис.	Нижний предел сопротивления резистора R1,кОм	Наибольшая частота генерации,МГц	Минимальное напряжение питания,В	Изменение частоты при нагревании до 85°С, %	Скважность выходных импульсов
1,а	1	2	2	-4	2
2,а	1	2	4	—	2
3,а	0,56	2	2,5	-5	>2
4,а	0,56	2	2	+2,5	<2
5,а	—	1,3	3	—	<2
6,а	1	1	1,4	-11	>2

Кроме этого, для каждого генератора указана формула, позволяющая вычислять значение генерируемой частоты в зависимости от номиналов элементов частотозадающей цепи (частота-в герцах, сопротивление в омах, емкость — в фарадах, индуктивность — в генри; более удобно, кстати, для RC-генераторов: частота — в килогерцах, сопротивление в килоомах, емкость — в микрофарадах; для LC-генераторов: частота в мегагерцах, емкость — в нанофарадах, индуктивность — в миллигенри). Расчетные формулы для ряда генераторов получены опытным путем.

Все представляемые в статье характеристики рассматриваемых генераторов получены в результате экспериментов с конкретными образцами микросхем. С другими экземплярами микросхем характеристики могут быть несколько отличными. Формулы для расчета частоты соответствуют напряжению питания 5 В и температуре окружающей среды 25°С. Нагрузочная способность генераторов такая же, как у элементов микросхем серии К561. Верхняя граница напряжения питания генераторов также определена применяемой серией микросхем и равна 15 В, а нижняя указана в таблице. Верхний предел сопротивления резисторов я установил из практических соображений на уровне 40 МОм.

В генераторах с емкостной положительной обратной связью амплитуда импульсов на входе элемента может превысить напряжение питания. В этих случаях открываются входные защитные диоды, и через них начинает протекать ток. Для ограничения этого тока во входную цепь приходится устанавливать резистор сопротивлением 1…150 кОм, как это указано в и использовано в .

Все рассмотренные в этой статье генераторы имеют мягкое возбуждение. Иначе говоря, как бы медленно ни увеличивалось напряжение питания, генератор все равно заработает.

Генератор на элементах 2И-НЕ (рис.1,а) стал уже классическим и известен по большому числу публикаций. Он сохраняет работоспособность припонижении напряжения питания Uпит до 2 В, при этом, правда, значительно уменьшается частота генерации.

Скважность импульсов близка к двум при любом напряжении питания. В результате разогревания корпуса микросхемы частота несколько уменьшается (на 4 % при 85°С).

Подобный генератор может быть выполнен и на двух логических элементах 2ИЛИ-НЕ (рис.2,а), на двух инверторах (рис. 3,а), а также на трех инверторах (рис.4,а). Подробности о работе и различиях генераторов на двух и трех инверторах можно узнать из . Отметим, что у генератора на элементах 2ИЛИ-НЕ частота генерации практически не зависит от температуры корпуса микросхемы, а у генераторов на инверторах частота очень стабильна на участке Uпит=9…15 В.

На рис.5,а показана схема простейшего LC-генератора с логическим элементом 2И-НЕ. LC-цепь сдвигает фазу выходного сигнала элемента на 180 град., в результате этого происходит самовозбуждение генератора. Такие генераторы хорошо работают на повышенных значениях частоты, мягко возбуждаются и отличаются высокой температурной стабильностью .

При увеличении частоты сверх 1,3 МГц амплитуда выходных импульсов начинает падать.

В генераторе могут также работать элементы 2ИЛИ-НЕ, причем в этом случае он вырабатывает не прямоугольные импульсы, а колебания, по форме близкие к синусоидальным.

Для устойчивой работы генератора волновое сопротивление LC-контура не должно быть менее 2 кОм. Частота генерации практически совпадает с резонансной частотой LC-контура. Достоинство генератора — высокая температурная стабильность частоты.

Подобные по структуре генераторы можно выполнить на одном элементе триггере Шмитта (рис. 6,а). При напряжении питания, близком к максимальному, они весьма стабильны по частоте. Кроме того, они исключительно экономичны — при напряжении питания менее 6 В потребляют ток всего в несколько десятков микроампер.

Литература

1. Бирюков С. А. Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах, вып. 1132, с. 60-65; вып. 1220, с. 105-111. — М.: Радио и связь, 1990; 1996 (МРБ).

2. Нечаев И. Пробник логический без источника питания. — Радио, 1990, # 10, с.83,84.

3. Бирюков С. Генераторы и формирователи импульсов на микросхемах КМОП. Радио,1995,# 7,с.36,37.

4. Киверин Н. LC-генератор на логических элементах. — Радио,1990,# 7,с.55.

Лаппо Олег пишет…

Очень хорошая статья. В одном месте все RC генераторы на COM элементах.

09/06/2012 14:06:00

Дмитрий пишет…

создаю биенщик- статья как раз впору, можно не выдумывать, все разжевано)

16/06/2012 01:49:27

валентин пишет…

классная статья.не думал что можно сопротивление 1 так мало

06/02/2014 22:40:40

Игорь пишет…

Большое спасибо за информацию.

08/10/2014 17:16:19

вредный пишет…

в формуле RC в скобки берите для вычисления в таблицах . В книгах они подругому пишутся .

22/04/2015 21:51:51

Алексей пишет…

Спасибо!!!

16/09/2015 09:27:50

JuikeKese пишет…

Услуги спам-прогонов по базам
Услуга: Прогон по РУ базе ( 120 000 форумов)
Цена: 5$ + предоставление отчета
Услуга: Прогон по Микс базе (150 000 форумов)
Цена: 15$ + Предоставление отчета
Услуга: Прогон по DLE сайтам (профили)+спам коментами
Цена: 15$ + Предоставление отчета
Услуга: Качественные прогоны 6 раз в месяц по РУ Микс базе
Цена: 35$ + Предоставление отчета
Результаты прогона:
1. Гарантированный прирост ссылок.
3. Тысячи переходов с форумов по ссылкам от прогона.
Условия работы
1. Работаю только по полной предоплате.
2. Оплата на Webmoney
3. По договоренности возможна оплата на другие платежные системы
Реквизиты для оплаты:
Webmoney кошелек: Z958186834482
Контакты для свзи:
Email: deprogone@yandex.ru

08/03/2016 09:50:11

JuikeKese пишет…

Услуги спам-прогонов по базам
Услуга: Прогон по РУ базе ( 120 000 форумов)
Цена: 5$ + предоставление отчета
Услуга: Прогон по Микс базе (150 000 форумов)
Цена: 15$ + Предоставление отчета
Услуга: Прогон по DLE сайтам (профили)+спам коментами
Цена: 15$ + Предоставление отчета
Услуга: Качественные прогоны 6 раз в месяц по РУ Микс базе
Цена: 35$ + Предоставление отчета
Результаты прогона:
1. Гарантированный прирост ссылок.
3. Тысячи переходов с форумов по ссылкам от прогона.
Условия работы
1. Работаю только по полной предоплате.
2. Оплата на Webmoney
3. По договоренности возможна оплата на другие платежные системы
Реквизиты для оплаты:
Webmoney кошелек: Z958186834482
Контакты для свзи:
Email: deprogone@yandex.ru

09/03/2016 10:09:28

Vilmeine пишет…

Помогите с отправкой жалоб. Скачал материал для дипломной себе с сайта http://landreferat.ru/ — материал оказался плагиатом. Из за этого диплома не защитил и провалил. Помогите отомстить им! Шлите жалобы на этот сайта, пусть получал по делом!

09/03/2016 16:50:06

Vilmeine пишет…

Помогите с отправкой жалоб. Скачал материал для дипломной себе с сайта http://landreferat.ru/ — материал оказался плагиатом. Из за этого диплома не защитил и провалил. Помогите отомстить им! Шлите жалобы на этот сайта, пусть получал по делом!

10/03/2016 01:52:45

OlgaK пишет…

Друзья! Приюту собак нужна помощь в содержании. Не оставайтесь равнодушными, помогите пожалуйста. Нужны собачие корма и медикаменты, консервы для собак. Помощь волонтеров в самом приюте и распространение информации о собаках.
Передать корма и медикаменты можно как при личной встрече, так и почтовой доставкой. Предварительно согласуйте это с волонтерами.
Финансовую помощь можно перевести на наш Bitcoin кошелек. Если у вас нет Bitcoin кошелька то вы можете отправить платеж на Bitcoin через обменные пункты ( http://www.bestchange.ru/yandex-money-to-bitcoin.html )
Номер нашего Bitcoin кошелька: 12YfE1g8qyXaVE2n2ibbiFvdEMfQ6wXoH1
Мы будем рады любой помощи.
Сайт приюта: http://priut-ks.ru/
Телефоны волонтеров:
+7(926) 153-11-49 Эльвира С.
+7(906) 725-08-40 Ольга К.
+7(906) 796-88-58 Наталия К.
+7(916) 559-24-19 Ирина К.
+7 (925) 665-89-52 Соня П

10/03/2016 11:16:50

StepanTop пишет…

Предлагаем услугу рассылки вашей информации на 100.000 тысяч сайтов! База сайтов состоит из русскоязычных форумов, досок объявлений, блогов, гостевых книг. В результате рассылки вашу рекламу увидят десятки тысяч людей.
Как можно использовать рассылку?
1. Для рекламы своих товаров, услуг, рассылки объявлений различного характера
2. Для привлечения переходов на сайт.
3. Для наращивания ссылок на сайт.
4. Для рассылки информации о себе либо своей фирме в Интернете, с целью «забить» поисковую выдачу
5. Для распространения любой другой информации
Почта для связи: mandrepnes@gmail.com

13/03/2016 06:35:51

ProforteGen пишет…

Если вы не знали, что британские доктора разработали эффективное и современное средство для борьбы с паразитическими заболеваниями, то bactefort иваново это то, что вам надо! Этот препарат за пару месяцев ликвидирует всех нежелательных гостей в организме.
По окончании небольшого лечебного курса вы почувствуете небывалый прилив сил: навсегда пропадет усталость, нормализуется сон и улучшится аппетит. Сам Bactefort был создан на основе естественных природных соединений, благодаря чему у препарата нет побочных действий.
Однако, вам следует остерегаться обилия подделок и приобретать Bactefort исключительно на официальном сайте, ссылку на который вы можете найти чуть выше.

06/02/2017 13:21:21

ProforteGen пишет…

Если вы еще не слышали, что американские учёные сделали эффективное и современное лекарственное вещество для борьбы с паразитарными заболеваниями, то bactefort состав это именно то, что вам необходимо! Данный препарат за несколько месяцев убивает всех нежелательных гостей в организме.
После небольшого лечебного курса вы почувствуете небывалый прилив сил: навсегда пропадёт хроническая усталость, нормализуется сон и улучшится аппетит. Bactefort был сделан на основе естественных природных компонентов, благодаря этому у него нету побочных эффектов.
Однако, вам надо остерегаться подделок и покупать Бактефорт только на официальном сайте, ссылку на который вы можете найти чуть выше.

06/02/2017 17:22:19

Алексей пишет…

Перезвоните мне пожалуйста 8(950)000-06-64 Виктор.

24/07/2019 09:47:13

Вариант простейшего генератора (мультивибратора) показан на рис. 1.30а. Схема имеет два динамических состояния. В первом из них, когда на выходе D1.1 состояние лог. «1» (выход D1.2 лог. «0»), конденсатор С1 заряжается. В процессе заряда напряжение на входе инвертора D1.1 возрастает, и при достижении значения Uпор=0,5Uпит происходит скачкообразный переход во второе динамическое состояние, в котором на выходах D1.1 лог. «О», D1.2 — «1». В этом состоянии происходит перезаряд емкости (разряд) током обратного направления. При достижении напряжения на С1 Unop происходит возврат схемы в первое динамическое состояние. Диаграмма напряжений поясняет работу. Резистор R2 является ограничительным, и его сопротивление не должно быть меньше 1 кОм, а чтобы он не влиял на расчетную частоту, номинал резистора R1 выбираем значительно больше R2 (R2<0,01R1). Ограничительный резистор (R2) иногда устанавливают последовательно с конденсатором. При использовании неполярного конденсатора С1 длительность импульсов (tи) и пауза (tо) будут почти одинаковыми: tи=to=0,7R1C1. Полный период T=1,4R1C1. Резистор R1 и конденсатор С1 могут находиться в диапазоне 20 к0м…10 МОм; 300 пф…100 мкФ.

При использовании в схеме (рис. 1.30б) двух инверторов микросхемы К561ЛН2 (они имеют на входе только один защитный диод) перезаряд конденсатора будет происходить от уровня Uпит+Unop. В результате чего симметрич-
ность импульсов нарушается tи=1,1R1C1, to=0,5R1C1, период T=1,6R1C1.

Рис. 1.30. Генератор импульсов на двух инверторах

Рис 1.31. Генератор импульсов с раздельной установкой длительности
импульса и паузы между ними

Рис. 1.32. Генератор импульсов на трех инверторах

Так как порог переключения логических элементов не соответствует точно половине напряжения питания, чтобы получить симметричность импульсов, в традиционную схему генератора можно добавить цепь из R2 и VD1, рис. 1.-Ов.Резистор R2 позволяет подстройкой получить меандр (tи=to) на выходе генератора.

Схема на рис. 1.31 дает возможность раздельно регулировать длительность и паузу между импульсами: tи=0,8C1R1, to=0,8C1R2. При номиналах элементов, указанных на схеме, длительность импульсов около 0,1 с, период повторения 1 с.

Более стабильна частота у генераторов, выполненных на трех инверторах (Рис. 1.32). Процесс перезаряда С1 в сторону уменьшения напряжения на левой обкладке начинается от напряжения Uпит+Unop, в результате чего на это уходит больше времени tи=1,1C1R2. Полный период колебаний составит

T=1,8C1R2.

На рис. 1.33 приведены схемы аналогичных генераторов, которые позволяют раздельно регулировать длительность и паузу между импульсами или при неизменной частоте регулировать скважность импульсов. Мультивибратор на основе триггера Шмитта показан на рис. 1.34.

Если требуется получить на выходе приведенных выше схем генераторов симметричные импульсы без подстройки, то после схемы необходимо ставить триггер или же воспользоваться схемой на трех инверторах, рис. 1.35. Элемент
D1.1 используется для создания второй цепи отрицательной обратной связи, охватывающей инвертор D1.2 (главную цепь обратной связи для сигнала образует резистор R5) Элемент микросхемы D1 1 работает в режиме с низким
коэффициентом усиления при замкнутой обратной связи подобно операционному усилителю работающему в линейной части характеристики В результате этого инвертированное пороговое напряжение инвертора D1 1 может быть просуммировано с напряжением отрицательной обратной связи и подано на вход

Рис 133 Генератор пмпульсов с раздельнои регулировкой
а) длительности импульсов и паузы между ними б) скважности импульсов

Рис 1 34 Генератор перекрывающихся импульсов

Рис 1 35 Генератор с симметричными импульсами на выходе

элемента D1.2. Если соотношение R2/R1 равно отношению R3/R5 может быть получена полная компенсация ошибок обусловленных изменением пороговых напряжении элементов D1.1 и D1.2 При этом предполагается, что все элементы схемы расположены в одном корпусе и их пороговые напряжения фактически равны Частота импульсов такой схемы определяется из соотношения F=1/R5C1 (она будет примерно в два раза выше по сравнению со схемой, показанной на рис. 1.30)

Симметричный мультивибратор можно выполнить на основе RS-триггере, рис 1.36. Вариант схемы на рис 1.31в позволяет резисторы R1 и R2 выби

Рис1.36 Симметричные мультивибраторы
а) на RS триггере с двумя конденсаторами, б) с одним конденсатором,
в) с резисторами соединенными с источником питания, г) на двух RS триггерах

рать более низкоомными, потому что диоды разделяют цепь заряда от выходов триггера. Вторым преимуществом этой схемы является то, что она позволяет легко и независимо регулировать в определенных границах период и скважность генерируемых импульсов. Скважность можно регулировать линейно, если R1 и R2 объединить в один потенциометр, а период — если общий конец R1 и R2 соединить с источником питания через потенциометр.

С целью уменьшения количества дискретных элементов предложена схема мультивибратора на двух RS-триггерах, рис. 1.36г.

Рис. 1.37 Автогенератор на основе двух логических элементов

Рис. 1 38. Автогенератор на двух одновибраторах

Симметричный мультивибратор можно выполнить на двух ЛЭ, рис. 1 37 или одновибраторах, рис. 1.38. Это также позволяет иметь раздельную регулировку длительности импульсов и интервала между ними.

Простейшие схемы симметричных мультивибраторов приведены на рис. 1.39. При этом, если R1=R2, R3=R4, С1=С2, полный период определяется из соотношения Т=1,4RC.

Генератор с малым потреблением энергии можно выполнить на двух ключах микросхемы К561КТ-, рис. 1.40. После включения напряжения питания оба ключа разомкнуты. Конденсатор С1 разряжен, поэтому напряжения на нем нет

Рис 1 39 Симметричные мультивибраторы

-арядный ток от источника питания протекает через последовательно включенные резисторы R1 и R2. Так как R1>R2, напряжение на резисторе R2 не достигнет порога срабатывания ключа D1.2, а в дальнейшем, по мере уменьшения зарядного тока, это напряжение стремится к 0. В то же время по мере накопления заряда на конденсаторе напряжение на выводе D1/12 экспоненциально возрастает. Когда оно достигнет порога срабатывания ключа D1.1, соединится цепь между выводами 11 и 10, что приведет к срабатыванию ключа D1.2. Сразу пос-
ле замыкания обоих ключей нижняя обкладка конденсатора С1 подключается к шине «+» питания. -аряд, накопленный ранее на конденсаторе, не может измениться мгновенно, поэтому напряжение на D1/12 скачком возрастает до уровня, превышающего Uпит на величину, равную порогу срабатывания ключа D1.1. После этого напряжение на С1 начинает уменьшаться с постоянной времени, равной C1R1R3/(R1+R3), и стремится достичь уровня, задаваемого делителем напряжения на резисторах R1, R3. В процессе перезаряда конденсатора напря-
жение на С1 уменьшится до порога размыкания ключа D1.1. В результате развивается лавинообразный процесс размыкания обоих ключей. Для защиты

Рис. 1.40. Генератор импульсов с повышенной нагрузочной способностью

Рис. 1.41. Простейшие схемы мультивибраторов с кварцевой
стабилизацией частоты

ключа D1.2 от отрицательного выброса напряжения в схему вводится диод. После размыкания ключей конденсатор начинает заряжаться через последовательно включенные резисторы R1 и R2 — описанные выше процессы повторяются.

При заданной емкости конденсатора длительность паузы t2 между импульсами регулируется резистором R1, однако изменение длительности паузы подбором резистора R1 приводит и к изменению длительности импульса t1. По-
этому, чтобы установить нужную длительность импульса, не меняя паузу, необходимо воспользоваться резистором R3. Регулирование параметров импульсов осуществляется в широких пределах, при этом отношение t1/t2 может быть как меньше, так и больше 1.

Относительно всех автогенераторов на МОП микросхемах можно отметить, что если схема мультивибратора не симметрична, то возрастает ее чувствительность к изменению питающего напряжения (для микросхем 561-ой
серии период может меняться на 35% при изменении Uпит от 3 до 15 В), поэтому расчетные соотношения справедливы для максимального напряжения питания.

Рис. 1.42. Схемы обеспечивающие повышенную стабильность частоты при
изменении окружающей температуры в широком диапазоне

При стабилизированном питании, изменение длительности импульсов мультивибраторов и частоты в генераторах на RC-цепях обычно не лучше 1% на 15°С (в случае применения термостабильных конденсаторов). Большую стабиль-
ность частоты можно получить, используя кварцевую стабилизацию. На рис. 1.41 и 1.42 приведены типовые схемы построения таких генераторов. Для небольшой подстройки частоты иногда последовательно с кварцевым резонато-
ром устанавливают конденсатор 10…100 пФ. Частота импульсов и их стабильность в этом случае у генератора задается параметрами кварцевого резонатора.