на головну | список тем | перегляд презинтацій | самотестування | історія створення

 

 

 

Тема9. Робота генератора прямокутних коливань побудованого на інверторах.

Як вже відзначалося в попередньому пункті, на основі інвертора можна створити схему генератора прямокутних коливань. Що таке прямокутні коливання. Для потреб цифрової електроніки часто необхідно мати сигнал який буде періодично змінюватися з логічного нуля до логічної одиниці далі знову до нуля знову до одиниці і так поки ми не вимкнемо схему. Ці сигнали будуть використовуватися для того щоб тактувати (дозволяти спрацювання) інших складніших схем чи мікросхем. Більшість складних мікросхем мають спеціальний вхід, який називають тактовим, і він призначений для того щоб тактувати мікросхему, тобто мікросхема виконує свою функцію лише тоді коли на її тактовий вхід поступає логічна одиниця (або, коли вхід інвертований, логічний нуль).
Розберемо яким чином працює генератор на інверторі.
Розглянемо схему приведену на малюнку 9.1.

Малюнок 9.1. Використання інвертора для створення генератора прямокутних коливань.

Схема складається з двох інверторів, резистора, та конденсатора. Як відомо призначення резистора- збільшувати активний опір у певній ділянці кола, призначення конденсатора – накопичувати заряд, тобто він може виступати в якості елементарного елемента живлення. Також в цій схемі є три вузли які з»єднують елемети між собою.
Працює схема слідуючим чином.
В початковий момент часу коли живлення до мікросхем інверторів ще не подається конденсатор розряджений. У вузлах А, В, С напруга рівна 0В. Вмикаємо живлення. Оскільки у вузлі А напруга рівна 0 то інвертор 1.1, який вже почав працювати, на свій вихід подасть логічну одиницю, тобто у вузлі В буде напруга рівна 5В. Ця напруга через резистор почне перетікати у вузол А, але оскільки до нього під»єднано конденсатор то останній почне заряджатися від цієї напруги, оскільки він був розряджений. Це не дозволить зрости напрузі у вузлі А рівня 5В моментально а з якоюсь затримкою. І поки напруга у вказаному вузлі буде помалу зростати до рівня близько 2,5В інвертор 1.1. буде «думати» що в нього на вході логічний нуль, в результаті чого стан його виходу не зміниться, а саме на ньому буде логічна 1 (5В). Коли напруга у вузлі А перейде рівень 2,5В (а це станеться коли конденсатор достатньо зарядиться) інвертор перемкнеться у протилежний стан, тобто на його виході (вузол В) буде логічний нуль (напруга рівна 0В). Конденсатор через резистор почне розряджатися у вузол В. Тобто напруга у вузлі А почне спадати від 5В до 0В. І, аналогічно попередньому випадку, допоки напруга не перейде рівень 2,5В інвертор буде залишатися в попередньому стані. Коли напруга впаде нижче вказаного рівня інвертор перемкнеться знову у протилежний стан, тобто у вузлі В знову з»явиться логічна 1. Далі процес повториться спочатку. Призначення інвертора 1.2. генерувати «красивий» цифровий сигнал, тобто сигнал який не буде містити перехідних процесів, оскільки у вузлі В за рахунок аналогових елементів: конденсатора та резистора, сигнал не буде мати правильної прямокутної форми, бульше того в ньому будуть присутні різні аналогові складові.
Як вже згадувалося в попередньому розділі така схема генерації має певні недоліки. При видимій своїй простоті вона не може генерувати імпульсів однакової тривалості, тобто періоди всіх логічних одиниць будуть різними. Це зумовлено тим, що в схему включені, і вони ж є частотозадаючими, аналогові елементи на які будуть впливати температури, магнітні поля і т. ін. Деструктивні фактори. Також ця схема може генерувати сигнали в діапазоні 10Гц-сотні кГц. В інших частотних діапазонах ці генератори працюють не стабільно. В багатьох випадках ці генератори використовують для схем динамічної індикації, гірляндах і т.д.
Для того щоб покращити характеристики генерованого сигналу необхідно в схему вносити коректуючі елементи, а, зокрема, часто використовують кварцові резонатори. Це елементи які мають дуже стабільну частоту коливань. (див малюнок 8.2 г,д).

попередня тема наступна тема