3378

последовательно переходя скачком из одного квазиустойчивого состояния равновесия в другое,

автоколебательный релаксационный генератор прямоугольных импульсов генерирует периодическую последовательность электрических колебаний (импульсов)

близких по форме к прямоугольным. Период этих колебаний T = tQ1 + t02’ где: tQ1 и \q2 ~ вРемя пребывания схемы в первом и втором состояниях равновесия. Для работы автоколебательных генераторов не требуется поступления внешних запускающих импульсов, а частота повторения, длительность, скважность и амплитуда генерируемых импульсов определяются в основном только параметрами элементов схемы генератора.

Применяются автоколебательные релаксационные генераторы в качестве задающих генераторов и основным требованием, предъявляемым к ним, является стабильность частоты колебаний.

Таким образом, для формирования сигналов, по форме близких к прямоугольным, применяются релаксационные генераторы - мультивибраторы и блокинг-генераторы,

которые могут работать в одном из следующих режимов:

ждущем, автоколебательном.

Рассмотрим теперь некоторые виды релаксационных

11

Ьудет изменяться по экспоненциальному закону:

перехода мультивибратора в квазиустойчивое состояние равновесия);

возникает регенеративный процесс, который завершается переходом мультивибратора в новое состояние равновесия.

Продолжительность пребывания схемы

мультивибратора в квазиустойчивом состоянии равновесия

и кон " и пор

Этим соотношением пользуются для расчета постоянной

13

времени т, обеспечивающей формирование импульса

заданной длительности * .

и

Нужно отметить, что наличие в мультивибраторах хронирующих (а также паразитных) емкостей всегда неблагоприятно сказывается на форме генерируемых импульсов.

Схемы мультивибраторов разнообразны и по элементной базе и по построению. В настоящее время выпускаются мультивибраторы, изготовленные в виде специализированных монолитных и гибридных микросхем,

работающих в предельном режиме, то есть с наименьшим периодом колебаний. Для работы с большим периодом колебаний обычно предусматриваются дополнительные выводы для подключения к микросхеме навесных времязадающих конденсаторов.

Широкое распространение получили мультивибраторы,

построенные на основе микросхем операционных усилителей (ОУ). В таких устройствах микросхема ОУ охватывается как положительной обратной связью,

обеспечивающей в схеме регенеративный процесс, так и отрицательной обратной связью в виде времязадающей

интегрирующей RC-цегш.

В цифровых интегральных микросхемах выходным

14

каскадом элемента, реализующего логическую функцию

"И-НЕ", а гак же "ИЛИ-HE", является усилитель-инвертор.

Это дает возможность построить мультивибратор на цифровых интегральных микросхемах, используя в качестве электронных усилителей логические элементы.

Применение в цифровой аппаратуре мультивибраторов на цифровых интегральных микросхемах позволяет использовать однотипные элементы во всех узлах цифрового устройства, при этом наиболее полно обеспечивается унификация элементной базы. Нужно,

однако, иметь в виду, что использование мультивибраторов в цифровой аппаратуре возможно только в тех случаях,

когда не предъявляются специальные требования к стабильности временных характеристик генерируемых импульсов.

В отдельных случаях мультивибраторы выполняются на дискретных элементах: транзисторах, резисторах и конденсаторах.

3.2. Ждущий мультивибратор на логических

элементах

Для реализации ждущего мультивибратора (ЖМВ) на логических элементах обычно используют элементы "И-

НЕ". Принципиальная схема одного из вариантов ЖМВ на

15

логических элементах "2И-НЕ" и иллюстрирующие её

работу идеализированные временные диаграммы

процессов, протекающих в характерных точках устройства

(без учета собственных задержек логических элементов,

конечной длительности фронтов и т.п.), показаны на рис.1

а, б.

Рассматриваемая схема ЖМВ включает в себя три двухвходовых ТТЛ-элемента "2И-НЕ", причём элементы

DD2 и DD3 используются как усилитель-инвертор, так как входы у них соединены между собой, а элемент DD1

используется по своему прямому назначению - как логический элемент "2И-НЕ".

Собственно ЖМВ собран на двух элементах DD1 и DD2

и трёх дискретных пассивных компонентах (конденсаторе С и резисторах R1 и R2). Диод VD в структуре ТТЛ-

элемента выделен в DD2 с целью подчеркнуть его роль в формировании временных интервалов. Резисторы Rl, R2 и

конденсатор С являются элементами времязадающей RC-

цепи, определяющей длительность импульса, формируе­ мого ЖМВ. Используемый как инвертор элемент DD3

имеет вспомогательное значение и образует цепь запуска ЖМВ. Выход элемента DD1 соединен с входом элемента

DD2 через конденсатор С и резистор R2, а выход элемента

16

17

Рассмотрим процессы, протекающие при работе данной

схемы ЖМВ.

Длительно устойчивое состояние равновесия Из-за включения конденсатора С связь между выходом

элемента DD1 и входом элемента DD2 по постоянному току отсутствует. Поэтому можно считать, что напряжение

сопротивлением резистора R1.

Действительно, если входы ТТЛ-элемента DD2

соединить с общей шиной через резистор R1, то, как видно из рис. 2 , образуется дополнительная цепь: источник

питания логического элемента DD2 е резистор R6,

установленный в цепи базы многоэмитгерного транзистора

(МЭТ) логического элемента DD2, открытые эмиттерные переходы МЭТ, резистор R1, общая шина.

В этом случае входной вытекающий ток логического

равновесия напряжение uВХ^- на входе элемента DD2 равно:

18

гДе: Еп - напряжение питания элемента DD2;

R6 - сопротивление резистора, установленного в цепи базы МЭТ ТТЛ-элемента;

еоб - напряжение отсечки ВАХ эмиттерного перехода МЭТ ТТЛ-элемента.

Рис. 2.

Изменением сопротивления резистора R1 можно регулировать напряжение на входе элемента DD2, т.е.

управлять его состоянием.

В исходном, длительно устойчивом состоянии

меньше порогового напряжения упор ТТЛ-элемента.

Выход элемента DD2 непосредственно подключён к одному из входов элемента DD1, поэтому уровень

логической "1" присутствует на первом (верхнем на рис.

инвертора DD3 формируется сигнал логической "1", т.е. на

второй вход элемента DD1 подаётся напряжение uвыхз _ у1 •

Таким образом, на обоих входах элемента DD1, который

используется как логический элемент "2И-НЕ",

присутствуют напряжения, соответствующие уровню

Конденсатор С в исходном состоянии заряжен до очень

20