A multivibrator fő jellemzői
A tanfolyam projekt témája egy multivibrator áramkör tervezése két CMOS elemen.
A multivibrator a legegyszerűbb impulzusgenerátor. Az úgynevezett "öngenerációs" üzemmódban működik - vagyis amikor a tápegység elindul, akkor impulzusok nélkül indul be.
A digitális készülékek chipeken nagy szerepet játszanak a különböző impulzus-formázók - a gomboktól és a kapcsolóktól, a szelíd elülső jelektől, a differenciáló áramköröktől és a multivibratoroktól.
Jelenleg szinte minden vállalat különféle rádiós mérnököket és elektromos berendezéseket használ, köztük multivibratorokat, ezért a témám fontos.
A fő probléma: az anyagok azonosítása a tanfolyam projekt témájában. hogyan kell egy multivibrator áramkört tervezni a kommunikáció két elemén.
1. A multivibrator-áramkör tervezésére vonatkozó speciális szakirodalom tanulmányozása két CMOS elemen.
3. A multivibrator logikai és elektromos áramkörének kialakítása.
4. Az áramköri elemek paramétereinek kiszámítása.
A munka célja. felhasználva a szakirodalomban, és megállapította, hogy megértsék, és tervezzen egy áramkör-flop két elemből CMOS, erre kell, hogy megértsék az elméleti anyag: hogy megtudja, mi a flip-flop, mik ezek, mi a CMOS chip, és így tovább.
Munkám tárgya egy multivibrator két CMOS elemen.
A kutatás témája - a témáról szóló különböző információk, könyvekből, az Internet különböző helyszíneiből.
Multivibrator, mint a digitális eszközök fő csomópontja
A multivibrator fő jellemzői
A multivibrator egy elektromos, téglalap alakú oszcilláció relaxációs generátora.
Az elektronikus technikát használják a legtöbb különböző kiviteli multivibrátor áramkörök, amelyek különböznek egymástól, hogy milyen típusú használt aktív komponensek (cső, tranzisztor, tirisztor, mikroelektronikai, és egyéb), különböző üzemmódokat (ön-oszcilláló, várva, a külső szinkronizálás szinkronizálás), típusai közötti kapcsolat az erősítő elemek , a létrehozott impulzusok időtartamának és frekvenciájának beállítására szolgáló módszerek és más paraméterek.
A multivibrator a relaxációs generátorokhoz tartozik. A relaxációs generátor rezgésforrás, amelynek formája eltér a szinuszos formától. Relaxációs-glikol-oszcilláció négyszögletes, fűrészfog és hasonlók. D. relaxációs oszcillátor előállításához használt éjszakai ODI impulzusok és pulzus szekvenciákat, a frekvenciaosztásos, mint egy Synchro-jelet tapintás niziruyuschego elemek, források, és így tovább. D.
A relaxációs generátorban az oszcillációs folyamat alternatív módon felhalmozza az energiát az áramforrásról az akkumulátortól, és az áramkör ellenállóként hő formájában izolálja. Az akkumulátornak a felhalmozódási folyamatból az energiafelszabadulásra egy kapcsolóeszköz segítségével kapcsolódik, amikor elér egy bizonyos energia szintet. A kapcsolóeszköz vezérlése visszacsatoló hurok segítségével történik. Így a relaxációs generátor szükségszerűen egy energiaforrást, egy meghajtót, egy kapcsolóeszközt és egy visszacsatoló hurkot tartalmaz. Kommutációs eszközként általában egy kulcsmódban működő tranzisztort használnak.
A relaxációs generátor az alábbi módok valamelyikében működhet: várakozás, önkioltó, szinkronizálás és a frekvencia megosztása.
Várakozási módban a generátor stabil és kvázi-stabil egyensúlyi állapotot mutat. Kvázi stabil egyensúly a generátor állapota, amelyben az egyensúlyi állapotból való kivonás után a belső folyamatoknak köszönhetően visszatér egy bizonyos idő után. A stabil egyensúlytól a kvázistaig való átmenet a triggerimpulzusok hatására történik, és a generátor spontán módon, spontán időben tér vissza, a generátor paramétereitől függően.
Az auto-oscilláció üzemmódban nincs stabil egyensúlyi állapot, de két állapot áll rendelkezésre kvázista egyensúlyban. A munkafolyamat során a generátor egy kvázi állandósult állapotból a másikba kerül. Az oszcillációs periódust a generátor paraméterei határozzák meg.
Szinkronizációs üzemmódban egy külső szinkronizációs feszültség hat a relaxációs generátorra. A generátornak két kvázi-stabil állapota is van, de az oszcilláció periódusát a szinkronizáló jel határozza meg.
Számos különbözõ relaxációs generátor közül kettõ különbözhet a visszacsatolás módjától függõen: multivibratorok és blokkoló generátorok. Az ilyen generátorokat széles körben használják az impulzus technológiában. A multivibrator egy kétlépcsős eszköz, amelynek visszacsatolása az egyik kaszkád kimenetének a másik bemenetéhez való csatlakoztatásával, és fordítva kondenzátorokkal történik. A blokkoló generátor egy eszköz, amely a bemenetről kapott visszacsatolás egy impulzus transzformátoron keresztül történik. A visszajelzések pozitívak ezeken az eszközökön.
1. ábra - Szimmetrikus multivibrator
Szimmetrikus multivibrátor a vezérműlánc egy bázikus rajz szimmetrikus, hogy az 1. ábrán látható, és annak idődiagram az jellemzi, hogy a feszültséget a tranzisztor kollektora nyitott, ha telített (folyamatos vonal) során nem változik az impulzus. Hihetetlen a hirtelen feszültség nagysága a kollektorra zárható, és egy kinyitott tranzisztor alapján nagyon kis bemeneti ellenállása miatt elhanyagolható.
A szimmetrikus multivibrator egy kétfokozatú erősítő, amely ellenállás-kapacitív csatlakozásokkal rendelkezik. A két lámpa áramkörébe tartozó Ra, c és Cp elemek paraméterei általában azonosak. A lámpákra és a tranzisztorokra szimmetrikus multivibratorokat széles körben használják egyszerű és megbízható mesterimpulzusgenerátorokként olyan esetekben, ahol nem szükséges nagyfrekvenciás stabilitás.
A szimmetrikus multivibrator a tranzisztorokon ugyanúgy működik, mint egy lámpatest.
A lámpákon lévő szimmetrikus multivibrator két erősítő szakaszból áll az ellenállásokon, amelyeken egy kaszkád kimenetét egy LS-lánc kapcsolja a másik bemenetéhez. Minden kaszkád azonos áramköri elemekkel van felszerelve. Minden egyes szakaszában a feszültség fázis jeláramkör 180 fordulat, így a visszacsatolás pozitív szakaszok között (fázisban egyensúlyt teljesül), miáltal a teljes erősítés / Sus1 így az önálló rezgőkörrel. Mivel minden kaszkád elegendően nagy frekvenciasávot képes átadni, az önkiugrás egyszerre több frekvencián megy végbe. Ez azt jelenti, hogy széles frekvenciatartomány keletkezik. Ebben az esetben a kimeneti feszültség alakja impulzusok periodikus sorozata.
2. ábra - Multivibrator a működési erősítőn
Elvileg lehetőség van egy ön-oszcilláló multivibrator létrehozására a 2. ábrán látható hiszterézissel rendelkező invertáló komparátorral, amely negatív visszacsatolással van lefedve.
Egy feszültségosztó pár ellenállások R4, szerepel a pozitív visszacsatolási hurok alakítjuk az operációs rendszer a komparátor hiszterézissel módban invertáló bemenetére, amelyhez csatlakoztatva van egy integráló lánc R2, C1. Váltáskor a állapotát a komparátor, hogy állapota megváltozik a jelenlegi történik az integráló kondenzátor és a lánc elkezd tölteni az ellenkező irányba, amíg elér egy másik küszöbértéket komparatsii, és kapcsolási polaritása a feszültség a kimeneten op-erősítő. Ebben a rendszerben az op-amp egyszerre több funkciót hajt végre: egy kisülő feszültségforrás és egy kondenzátor töltés, egy komparátor és egy kimeneti kulcs.
3. ábra: "klasszikus" kettős tranzisztoros multivibrator
A 3. ábrán bemutatott áramkör két instabil állapot egyikében lehet, és rendszeresen átmegy egyikről a másikra és hátra. Az átmeneti fázis nagyon rövid az állam állapotának időtartamára vonatkozóan az állapotokban, mély pozitív visszacsatolás miatt, amely magában foglal két kaszkád erősítést.
Tegyük fel, hogy a 1 Q1 zárt, Q2 kinyitják és telített, és a C1 gyorsan töltésű aktuális nyílt bázis csomópont Q2 keresztül R1 és Q2 szinte tápegység feszültséget, miáltal amikor teljesen feltöltött C1 R1 áram megszűnik, a feszültséget a C1 egyenlő (a bázis áram Q2 ) · R2, és a Q1 kollektoron - a tápfeszültség.
Ugyanakkor a Q2 kollektoron levő feszültség kicsi (egyenlő a telített tranzisztor feszültségcsökkenésével).
C2, amelyet korábban az előző 2 állapotban töltöttek fel (a rendszer szerinti polaritás), lassan kiürül a nyitott Q2 és R3 nyíláson keresztül. Ugyanakkor a Q1 alján lévő feszültség negatív, és ez a feszültség zárt állapotban van. A Q1 zárolt állapotát addig tartják fenn, amíg a C2 nem töltődik fel R3-n keresztül, és a Q1 alap feszültsége eléri a kioldási küszöböt (kb. +0,6 V). A képletben Q1 kezd kissé nyitott, annak kollektor feszültsége csökken, aminek következtében a felső reteszelő Q2, Q2 kollektor feszültség már nőni kezd, a C2 kondenzátor tovább megnyílik Q1. Ennek eredményeképpen a rendszerben kialakul a lavina-szerű regeneráló folyamat, ami azt eredményezi, hogy a Q1 nyitott telített állapotba kerül, és a Q2 teljesen le van zárva.
Ezenkívül az áramkörben lévő oszcillációs folyamatokat rendszeresen megismételjük.
A zárt állapotú tranzisztorok időtartamát Q2 - T2 = C1 · R2 időállandók határozzák meg Q1 - T1 = C2 · R3 esetén.
Az R1 és R4 értékek sokkal kisebbek, mint R3 és R2, így a kondenzátorok R1 és R4 útján történő töltése gyorsabb, mint az R3 és R2 csatornákon keresztül történő töltés. Minél több a töltőkészülék töltési ideje, az impulzusok homlokfelületei kiderülnek. De az R3 / R1 és R2 / R4 arány nem lehet nagyobb, mint a megfelelő tranzisztorok nyeresége, ellenkező esetben a tranzisztorok nem nyílnak meg teljesen.