/ / / Γεννήτριες κυματομορφών για την παραγωγή σημάτων χρονισμού

Γεννήτριες κυματομορφών για την παραγωγή σημάτων χρονισμού

Γεννήτριες κυματομορφών

Στα προηγούμενα μαθήματα που εξετάσαμελεπτομέρεια στους τρεις διαφορετικούς τύπους κυκλωμάτων βασικού τρανζίστορ πολλών κυττάρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ταλαντωτές χαλάρωσης για να παράγουν είτε ένα τετράγωνο είτε ένα ορθογώνιο κύμα στις εξόδους τους για χρήση ως σήματα χρονισμού και χρονισμού.

Αλλά είναι επίσης δυνατή η κατασκευή βασικών Γεννήτρια κύματος κυκλώματα από απλά ολοκληρωμένα κυκλώματα ήλειτουργικούς ενισχυτές συνδεδεμένους σε κύκλωμα δεξαμενής αντιστάτη-πυκνωτή (RC) ή σε κρύσταλλο χαλαζία για την παραγωγή της απαιτούμενης κυματομορφής εξόδου δυαδικού ή τετραγωνικού κύματος στην επιθυμητή συχνότητα.

Αυτό το σεμινάριο δημιουργίας κυματομορφής θα ήτανείναι ατελής χωρίς μερικά παραδείγματα κυκλωμάτων ψηφιακής αναγεννητικής εναλλαγής, καθώς απεικονίζει τόσο τη δράση μεταγωγής όσο και τη λειτουργία των γεννητριών κυματομορφών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή τετραγωνικών κυμάτων για χρήση ως χρονισμοί ή διαδοχικές κυματομορφές.

Γνωρίζουμε ότι τα αναγεννητικά κυκλώματα μεταγωγής όπως Ασύμμετριοι πολυσυνδυτές είναι ο συνηθέστερα χρησιμοποιούμενος τύπος ταλαντωτή χαλάρωσης καθώς παράγουν μια σταθερή παραγωγή τετραγωνικού κύματος, καθιστώντας τα ιδανικά ως ψηφιακά Γεννήτρια κύματος.

Οι αστάβοι πολυσυνδυτές καθιστούν εξαιρετικούς ταλαντωτέςεπειδή μεταβάλλουν συνεχώς μεταξύ των δύο ασταθών τους καταστάσεων σε ένα σταθερό ρυθμό επανάληψης, παράγοντας συνεπώς μια συνεχή παραγωγή τετραγωνικού κύματος με αναλογία σημείων σημείων 1: 1 ("ON" και "OFF" φορές την ίδια) από την έξοδο της και σε αυτό το σεμινάριο εμείς θα εξετάσουμε μερικούς από τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους μπορούμε να κατασκευάσουμε γεννήτριες κυματομορφών χρησιμοποιώντας μόνο τυποποιημένα λογικά κυκλώματα TTL και CMOS μαζί με μερικά πρόσθετα εξαρτήματα χρονισμού.

Γεννήτριες κυματομορφών Schmitt

Απλός Γεννήτριες κυματομορφών μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας τη βασική σκανδάλη Schmittόπως το TTL 74LS14. Αυτή η μέθοδος είναι μακράν ο ευκολότερος τρόπος για να δημιουργήσετε μια βασική γεννήτρια ασυμμετρικών κυματομορφών. Όταν χρησιμοποιείται για την παραγωγή σημάτων ρολογιού ή χρονισμού, ο ασταθής πολυβυθρωτής πρέπει να παράγει μια σταθερή κυματομορφή η οποία μεταβαίνει γρήγορα μεταξύ των καταστάσεων "ΥΨΗΛΗ" και "ΧΑΜΗΛΗ" χωρίς καμία παραμόρφωση ή θόρυβο και οι μετατροπείς Schmitt το κάνουν ακριβώς αυτό.

Γνωρίζουμε ότι η κατάσταση εξόδου ενός Schmittο αναστροφέας είναι το αντίθετο ή αντίστροφο με εκείνο της κατάστασης εισόδου του (αρχές NOT gate) και ότι μπορεί να αλλάξει κατάσταση σε διαφορετικά επίπεδα τάσης δίνοντάς του "υστέρηση".

Οι μετατροπείς Schmitt χρησιμοποιούν μια ενέργεια σκανδαλισμού Schmittπου αλλάζει κατάσταση μεταξύ ενός ανώτερου και ενός κατώτερου ορίου, καθώς το σήμα τάσης εισόδου αυξάνει και μειώνεται γύρω από το τερματικό εισόδου. Αυτό το επίπεδο ανώτατου ορίου "ρυθμίζει" την έξοδο και το κατώτατο όριο "επαναφέρει" την έξοδο που αντιστοιχεί σε λογική "0" και λογική "1" αντίστοιχα για έναν αντιστροφέα. Εξετάστε το παρακάτω κύκλωμα.

Γεννήτρια Κυματομορφής Inverter Schmitt

γεννήτρια κυματομορφής σκανδάλης schmitt

Αυτό το απλό κύκλωμα γεννήτριας κύματος αποτελείταιμιας μοναδικής λογικής πύλης μετατροπέα Schmitt TTL 74LS14 με έναν πυκνωτή, C συνδεδεμένο μεταξύ του ακροδέκτη εισόδου και της γείωσης (0v) και της θετικής ανατροφοδότησης που απαιτείται για το κύκλωμα να ταλαντεύεται παρέχεται από την αντίσταση ανάδρασης, R.

Πως λειτουργεί, λοιπόν?. Ας υποθέσουμε ότι η φόρτιση στις πλάκες πυκνωτών είναι κάτω από το χαμηλότερο όριο του Schmitt 0,8 volt (τιμή Datasheet). Αυτό καθιστά την είσοδο στον μετατροπέα σε λογική στάθμη "0" με αποτέλεσμα ένα λογικό επίπεδο εξόδου "1" (inverter principals).

Έχει συνδεθεί μία πλευρά της αντίστασης Rη έξοδος λογικής στάθμης "1" (+ 5V) ενώ η άλλη πλευρά του αντιστάτη είναι συνδεδεμένη με τον πυκνωτή, C που βρίσκεται σε λογική στάθμη "0" (0.8v ή χαμηλότερη). Ο πυκνωτής τώρα αρχίζει να φορτίζει προς μία θετική κατεύθυνση μέσω της αντιστάσεως με ρυθμό που καθορίζεται από την χρονική σταθερά RC του συνδυασμού.

Όταν η φόρτιση στον πυκνωτή φτάσει στο1,6 volt ανώτατο όριο του σκανδιναβικού Schmitt (τιμή φύλλου δεδομένων) η έξοδος από τον μετατροπέα Schmitt αλλάζει ταχύτατα από λογικό επίπεδο "1" σε κατάσταση λογικής στάθμης "0" και το ρεύμα που διέρχεται από την αντίσταση αλλάζει κατεύθυνση.

Αυτή η αλλαγή προκαλεί τώρα τον πυκνωτή που ήτανφορτίζοντας αρχικά μέσω της αντίστασης, το R αρχίζει να εκφορτίζεται πίσω μέσω της ίδιας αντίστασης μέχρι η φόρτιση στις πλάκες πυκνωτών να φτάσει στο χαμηλότερο επίπεδο κατωφλίου των 0,8 volts και οι διακόπτες εξόδου του μετατροπέα να επαναρυθμιστούν ξανά με τον κύκλο να επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά όσο υπάρχει η τάση τροφοδοσίας.

Έτσι ο πυκνωτής, ο C συνεχώς φορτίζει καιεκφορτώνεται κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου μεταξύ των ανώτερων και κατώτερων ορίων εισόδου του μετατροπέα Schmitt που παράγουν ένα λογικό επίπεδο "1" ή ένα λογικό επίπεδο "0" στην έξοδο των μετατροπέων. Ωστόσο, η κυματομορφή εξόδου δεν είναι συμμετρική, παράγοντας κύκλο λειτουργίας περίπου 33% ή 1/3, καθώς ο λόγος σήματος προς διάστημα μεταξύ "HIGH" και "LOW" είναι 1: 2 αντίστοιχα λόγω των χαρακτηριστικών πύλης εισόδου του TTL αντιστροφέας.

Η τιμή της αντίστασης ανάδρασης, (R) MUSTεπίσης να διατηρείται χαμηλή κάτω από 1kΩ για το κύκλωμα να ταλαντεύεται σωστά, 220R σε 470R είναι καλό, και μεταβάλλοντας την τιμή του πυκνωτή, C για να μεταβάλλει τη συχνότητα. Επίσης σε επίπεδα υψηλών συχνοτήτων η κυματομορφή εξόδου αλλάζει σχήμα από κυματομορφή σε τετράγωνο σχήμα σε κυματομορφή τραπεζοειδούς μορφής καθώς τα χαρακτηριστικά εισόδου της θύρας TTL επηρεάζονται από την ταχεία φόρτιση και εκφόρτιση του πυκνωτή. Η συχνότητα της ταλάντωσης για Γεννήτριες κυματομορφών Schmitt ως εξής:

Συχνότητα κυματομορφής Schmitt

Schmitt ασταθής γεννήτρια κυματομορφών

Με τιμή αντίστασης μεταξύ: 100R έως 1kΩ, και τιμή πυκνωτή μεταξύ: 1nF έως 1000uF. Αυτό θα έδινε εύρος συχνοτήτων μεταξύ 1Hz έως 1MHz, (οι υψηλές συχνότητες προκαλούν παραμόρφωση κυματομορφής).

Γενικά, οι τυποποιημένες πύλες λογικής TTL δεν λειτουργούνπολύ καλά ως γεννήτριες κυματομορφών λόγω των μέσων χαρακτηριστικών εισόδου και εξόδου τους, παραμόρφωση της κυματομορφής εξόδου και χαμηλή τιμή αντιστάσεως αναδράσεως που απαιτείται, με αποτέλεσμα ένα μεγάλο πυκνωτή μεγάλης τιμής για λειτουργία χαμηλής συχνότητας.

Επίσης, οι ταλαντωτές TTL ενδέχεται να μην έχουν ταλάντευση εάν τοη τιμή του πυκνωτή ανατροφοδότησης είναι πολύ μικρή. Ωστόσο, μπορούμε επίσης να κάνουμε Astable Multivibrators χρησιμοποιώντας καλύτερη λογική CMOS τεχνολογία που λειτουργεί από 3V σε 15V παροχή όπως ο CMOS 40106B Schmitt Inverter.

Ο CMOS 40106 είναι ένας μετατροπέας μίας εισόδου μετην ίδια δράση σκανδαλισμού Schmitt όπως το TTL 74LS14 αλλά με πολύ καλή ανοχή στο θόρυβο, υψηλό εύρος ζώνης, υψηλό κέρδος και εξαιρετικά χαρακτηριστικά εισόδου / εξόδου για την παραγωγή μιας πιο "τετραγωνικής" κυματομορφής εξόδου όπως φαίνεται παρακάτω.

Γεννήτρια κυματομορφών Schmitt CMOS

cmos γεννήτρια σκανδάλης

Το κύκλωμα γεννητριών κυματομορφής Schmitt για τοΤο CMOS 40106 είναι βασικά το ίδιο με εκείνο του προηγούμενου μετατροπέα TTL 74LS14, εκτός από την προσθήκη της αντίστασης των 10kΩ που χρησιμοποιείται για να εμποδίσει τον πυκνωτή να βλάψει τα ευαίσθητα τρανζίστορ εισόδου MOSFET καθώς εκφορτίζεται γρήγορα σε υψηλότερες συχνότητες.

Η αναλογία χώρου σήματος είναι πιο ομοιόμορφηπερίπου 1: 1 με την τιμή αντίστασης ανάδρασης αυξημένη κάτω από 100kΩ με αποτέλεσμα μικρότερο και φθηνότερο πυκνωτή χρονισμού C. Η συχνότητα των ταλαντώσεων μπορεί να μην είναι ίδια με: (1 / 1.2RC) καθώς τα χαρακτηριστικά εισόδου CMOS διαφέρουν από τα TTL. Με τιμή αντίστασης μεταξύ: 1kΩ και 100kΩ και τιμή πυκνωτή μεταξύ: 1pF έως 100uF. Αυτό θα έδινε εύρος συχνοτήτων μεταξύ 0.1Hz και 100kHz.

Γεννήτριες Κυματομορφών Inverter Schmitt μπορεί επίσης να γίνει από μια ποικιλία διαφορετικώνλογικές πύλες που συνδέονται για να σχηματίσουν ένα κύκλωμα αναστροφέα. Το βασικό κύκλωμα multivibrator Schmitt astable μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί με κάποια πρόσθετα εξαρτήματα για την παραγωγή διαφορετικών εξόδων ή συχνοτήτων. Για παράδειγμα, δύο αντίστροφες κυματομορφές ή πολλαπλές συχνότητες και με αλλαγή της σταθερής αντίστασης ανάδρασης σε ένα ποτενσιόμετρο η συχνότητα εξόδου μπορεί να μεταβάλλεται όπως φαίνεται παρακάτω.

Γεννήτριες κυματομορφών ρολογιού

γεννήτρια κυματομορφών ρολογιού

Στο πρώτο κύκλωμα παραπάνω, ένα πρόσθετο SchmittΟ μετατροπέας έχει προστεθεί στην έξοδο της γεννήτριας κυματομορφών Schmitt για να παράγει μια δεύτερη κυματομορφή που είναι η αντίστροφη ή η κατοπτρική εικόνα του πρώτου που παράγει δύο συμπληρωματικές κυματομορφές εξόδου, έτσι όταν μία έξοδος είναι "HIGH" η άλλη είναι "LOW". Αυτός ο δεύτερος μετατροπέας Schmitt βελτιώνει επίσης το σχήμα της κυματομορφής αντίστροφης εξόδου αλλά προσθέτει μια μικρή "καθυστέρηση πύλης" σε αυτήν, ώστε να μην είναι ακριβώς συγχρονισμένη με την πρώτη.

Επίσης, η συχνότητα εξόδου του ταλαντωτήτο κύκλωμα μπορεί να μεταβληθεί με την αλλαγή της σταθερής αντίστασης, R σε ένα ποτενσιόμετρο, αλλά απαιτείται ακόμα μικρός αντιστάτης ανάδρασης για να αποτρέψει το ποτενσιόμετρο να βραχυκυκλώσει τον μετατροπέα όταν βρίσκεται στην ελάχιστη τιμή του, 0Ω.

οδήγησε τρανζίστορ

Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε τις δύο συμπληρωματικές εξόδους, Qκαι Q του πρώτου κυκλώματος εναλλακτικά αναβοσβήνουν δύο σειρές φώτων ή LED, συνδέοντας τις εξόδους τους απευθείας στις βάσεις των δύο τρανζίστορ μεταγωγής, όπως φαίνεται.

Με αυτόν τον τρόπο συνδέονται ένα ή περισσότερα LEDμαζί σε σειρά με τον συλλέκτη των τρανζίστορ μεταγωγής προκαλώντας εναλλασσόμενες αναβοσβήτητες κάθε σειράς LED, καθώς κάθε τρανζίστορ μεταβάλλεται με τη σειρά "ON".

Επίσης, όταν χρησιμοποιείτε αυτόν τον τύπο κυκλώματος, θυμηθείτε να υπολογίσετε μια κατάλληλη σειρά αντιστάσεων, R για να περιορίσετε το ρεύμα των οδηγήσεων κάτω από τα 20mA (κόκκινο LED) για την τάση που χρησιμοποιείτε.

Προκειμένου να παραχθεί μια πολύ χαμηλή συχνότητα εξόδου μερικών Hertz για να αναβοσβήσουν τα LED, οι γεννήτριες κυματομορφής Schmitt χρησιμοποιούν πυκνωτές χρονισμού υψηλής τιμής οι οποίοι μπορούν να είναι φυσικά μεγάλοι και δαπανηροί.

Μια εναλλακτική λύση είναι επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα μικρότερογια να δημιουργήσει μια πολύ υψηλότερη συχνότητα, ας πούμε 1kHz ή 10kHz, και στη συνέχεια να διαιρέσει αυτή την κύρια συχνότητα ρολογιού προς τα κάτω σε μεμονωμένες μικρότερες έως ότου επιτευχθεί η απαιτούμενη χαμηλή τιμή συχνότητας, και το δεύτερο κύκλωμα παραπάνω κάνει ακριβώς αυτό.

Το κατώτερο κύκλωμα παραπάνω δείχνει τον ταλαντωτήπου χρησιμοποιείται για την οδήγηση της εισόδου ρολογιού ενός μετρητή κυματισμού. Οι μετρητές ριπών είναι βασικά ένας αριθμός διπλών δακτυλίων διαίρεσης ανά δύο, τύπου D, που κατακερματίζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα μοναδικό μετρητή διαίρεσης-με-Ν, όπου το Ν είναι ίσο με τον αριθμό bit των μετρητών όπως το CMOS 4024 7-bit Ripple Counter ή τον μετρητή ριπών CMOS 4040 12-bit.

Η σταθερή συχνότητα ρολογιού παράγεται από το Schmittτο ασταθές κύκλωμα παλμών ρολογιού διαιρείται σε διάφορες διαφορετικές υποσυχνότητες όπως ƒ ÷ 2, ƒ ÷ 4, ƒ ÷ 8, ƒ ÷ 256, κ.λπ., μέχρι τη μέγιστη τιμή "διαίρεσης από n" της κυματοειδούς μετρητή. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποίησης είτε "Flip-flops" είτε "Binary Counters" ή "μετρητών Ripple" για να διαιρέσετε μια κύρια συχνότητα σταθερού ρολογιού σε διαφορετικές υποσυχνότητες είναι γνωστή ως Division Frequency και μπορούμε να τη χρησιμοποιήσουμε για να πάρουμε έναν αριθμό τιμών συχνότητας από μία γεννήτρια κυματομορφών.

Γεννήτριες κυματομορφών πύλης NAND

Γεννήτριες κυματομορφών Schmitt μπορεί επίσης να γίνει χρησιμοποιώντας τυπικό CMOS Logic NANDΟι πύλες συνδέονται για να παράγουν ένα κύκλωμα αναστροφέα. Εδώ, δύο πύλες NAND συνδέονται μεταξύ τους για να παράγουν ένα άλλο τύπο κυκλώματος ταλαντωτή RC χαλάρωσης που θα δημιουργήσει μια κυματομορφή εξόδου μορφής τετραγωνικού κύματος όπως φαίνεται παρακάτω.

Γεννήτρια κυματομορφών πύλης NAND

γεννήτρια κυματομορφών ρολογιού πύλης nand

Σε αυτό το είδος κυκλώματος γεννήτριας κυματομορφών, τοΤο δίκτυο RC αποτελείται από αντίσταση, R1 και τον πυκνωτή, C με αυτό το δίκτυο RC να ελέγχεται από την έξοδο της πρώτης πύλης NAND. Η έξοδος από αυτό το δίκτυο R1C τροφοδοτείται πίσω στην είσοδο της πρώτης πύλης NAND μέσω της αντίστασης R2 και όταν η τάση φόρτισης στον πυκνωτή φτάσει στο ανώτερο επίπεδο κατωφλίου της πρώτης πύλης NAND, η πύλη NAND αλλάζει κατάσταση προκαλώντας τη δεύτερη πύλη NAND να το ακολουθήσουμε, αλλάζοντας έτσι την κατάσταση και δημιουργώντας μια αλλαγή στο επίπεδο παραγωγής.

Η τάση στο δίκτυο R1C είναι τώρααναστρέφεται και ο πυκνωτής αρχίζει να εκφορτίζεται μέσω της αντίστασης μέχρι να φτάσει στο χαμηλότερο επίπεδο κατωφλίου της πρώτης πύλης NAND προκαλώντας τις δύο πύλες να αλλάξουν την κατάσταση πάλι. Όπως και στο προηγούμενο κύκλωμα γεννητριών κυματομορφών Schmitt παραπάνω, η συχνότητα ταλάντωσης καθορίζεται από τη χρονική σταθερά R1C που δίνεται ως: 1 / 2.2R1C. Γενικά, το R2 λαμβάνει μια τιμή που είναι 10 φορές η τιμή της αντίστασης R1.

Όταν απαιτείται υψηλή σταθερότητα ή εγγυημένη αυτόματη εκκίνηση, Γεννήτριες κυματομορφών CMOS μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τρεις αντιστρεπτικές πύλες NAND ήοποιοσδήποτε από τους τρεις λογικούς μετατροπείς για αυτό το θέμα, που συνδέονται μεταξύ τους όπως φαίνεται παρακάτω δημιουργώντας ένα κύκλωμα που μερικές φορές ονομάζεται "γεννήτρια κυματομορφών δαχτυλιδιού τριών". Η συχνότητα ταλάντωσης καθορίζεται και πάλι από τη χρονική σταθερά R1C, όπως και για τον ταλαντωτή δύο πύλης παραπάνω, και η οποία δίνεται ως: 1 / 2.2R1C όταν το R2 έχει τιμή που είναι 10 φορές η τιμή του αντιστάτη, R1.

Σταθερή γεννήτρια κυματομορφών πύλης NAND

σταθερή γεννήτρια κυματομορφών πύλης nand

Η προσθήκη της πρόσθετης πύλης NAND εγγυάταιότι ο ταλαντωτής θα ξεκινήσει ακόμα και με πολύ χαμηλές τιμές πυκνωτών. Επίσης, η σταθερότητα της γεννήτριας κυματομορφών βελτιώνεται σημαντικά καθώς είναι λιγότερο ευαίσθητη σε μεταβολές παροχής ισχύος λόγω της στάθμης ενεργοποίησης κατωφλιού της που είναι σχεδόν η μισή της τάσης τροφοδοσίας.

Η ποσότητα σταθερότητας καθορίζεται κυρίως από τη συχνότητα της ταλάντωσης και γενικά, όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα τόσο πιο σταθερή γίνεται ο ταλαντωτής.

Καθώς αυτός ο τύπος γεννήτριας κυματομορφών λειτουργεί σεσχεδόν το ήμισυ ή το 50% της τάσης τροφοδοσίας, η προκύπτουσα κυματομορφή εξόδου έχει σχεδόν έναν κύκλο λειτουργίας 50%, λόγο σήματος χώρου 1: 1. Η γεννήτρια κυματομορφών τριών θυρών έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τον προηγούμενο ταλαντωτή δύο πύλης παραπάνω, αλλά ένα μεγάλο μειονέκτημα είναι ότι χρησιμοποιεί μια πρόσθετη λογική πύλη.

Τύπος δακτυλίου Γεννήτρια κυματομορφής

Το έχουμε δει παραπάνω Γεννήτριες κυματομορφών μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας και το TTL και το καλύτερο CMOSλογική τεχνολογία με ένα δίκτυο RC που παράγει χρονική καθυστέρηση εντός του κυκλώματος όταν συνδέεται σε μία, δύο ή και τρεις λογικές πύλες για να σχηματίσει ένα απλό ταλαντωτή RC Relaxation. Αλλά μπορούμε επίσης να κάνουμε γεννήτριες κυματομορφών χρησιμοποιώντας μόνο Logic NOT Gates ή με άλλα λόγια μετατροπείς χωρίς πρόσθετα παθητικά εξαρτήματα που συνδέονται με αυτά.

Συνδέοντας μεταξύ τους ΠΕΡΙΤΤΟΣ αριθμός (3, 5, 7, 9 κ.τ.λ.) των θυρίδων NOT για τον σχηματισμό ενόςΈτσι ώστε η έξοδος του δακτυλίου να συνδέεται κατ 'ευθείαν προς την είσοδο του δακτυλίου, το κύκλωμα θα συνεχίσει να ταλαντεύεται ως ένα λογικό επίπεδο "1" περιστρέφεται συνεχώς γύρω από το δίκτυο παράγοντας μια συχνότητα εξόδου που καθορίζεται από τη διάδοση καθυστερήσεις των χρησιμοποιούμενων μετατροπέων.

Γεννήτρια κυματομορφών δακτυλίου

κύκλωμα κυματομορφής κυματομορφής δακτυλίων

Η συχνότητα της ταλάντωσης καθορίζεται από τοη συνολική καθυστέρηση διάδοσης των μετατροπέων που χρησιμοποιούνται στο δακτύλιο και η οποία καθορίζεται από τον τύπο της τεχνολογίας πύλης, TTL, CMOS, BiCMOS, από τον οποίο κατασκευάζεται ο μετατροπέας. Η καθυστέρηση πολλαπλασιασμού ή ο χρόνος διάδοσης είναι ο συνολικός απαιτούμενος χρόνος (συνήθως σε νανοδευτερόλεπτα) για να περάσει ένα σήμα κατευθείαν μέσω του μετατροπέα από μια λογική "0" που φτάνει στην είσοδο σε αυτή και παράγει μια λογική "1" στην έξοδο της.

Επίσης για αυτόν τον τύπο γεννήτριας κυματομορφών δαχτυλιδιώνοι μεταβολές του κυκλώματος στην τάση τροφοδοσίας, τη θερμοκρασία και την χωρητικότητα φορτίου επηρεάζουν όλες τις καθυστερήσεις διάδοσης των λογικών πύλων. Γενικά, στα φύλλα δεδομένων των κατασκευαστών δίδεται ένας μέσος χρόνος καθυστέρησης διάδοσης για τον τύπο ψηφιακών θυρών που χρησιμοποιούνται με τη συχνότητα ταλάντωσης που δίδεται ως:

εξίσωση συχνότητας δακτυλικού ταλαντωτή

Όπου: ƒ είναι η συχνότητα ταλάντωσης, n είναι ο αριθμός των πύλων που χρησιμοποιούνται και Tp είναι η καθυστέρηση διάδοσης για κάθε πύλη.

Για παράδειγμα, υποθέστε ότι ένα απλό κύκλωμα γεννήτριας κυματομορφών έχει 5 μεμονωμένους μετατροπείς που συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά για να σχηματίσουν ένα Δακτύλιος ταλαντωτής, η καθυστέρηση διάδοσης για κάθε μετατροπέα δίνεται ως 8ns. Στη συνέχεια, η συχνότητα της ταλάντωσης θα δοθεί ως εξής:

συχνότητα δακτυλίων ταλαντωτή

Φυσικά, αυτό δεν είναι πραγματικά πρακτικόΤαλαντωτής οφείλεται κυρίως στην αστάθεια και την πολύ υψηλή συχνότητα ταλάντωσης, τα 10's του Megahertz ανάλογα με τον τύπο της τεχνολογίας της λογικής πύλης που χρησιμοποιήθηκε και στο απλό μας παράδειγμα υπολογίστηκε ως 12.5MHz !!. Η συχνότητα εξόδου του δακτυλιοειδούς ταλαντωτή μπορεί να "συντονιστεί" λίγο, μεταβάλλοντας τον αριθμό των μετατροπέων που χρησιμοποιούνται στο δακτύλιο αλλά είναι πολύ καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια πιο σταθερή γεννήτρια κυματομορφών RC όπως αυτές που συζητήσαμε παραπάνω.

Παρ 'όλα αυτά, δείχνει ότι οι λογικές πύλες μπορούννα συνδεθούν μεταξύ τους για να παράγουν γεννήτριες βασισμένες στη λογική και για κακό σχεδιασμένα ψηφιακά κυκλώματα με πολλές πύλες, διαδρομές σήματος και βρόχους ανατροφοδότησης είναι γνωστό ότι δεν ακούγονται.

Χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο RC σε όλο το μετατροπέακύκλωμα, η συχνότητα ταλάντωσης μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια, παράγοντας ένα πιο πρακτικό κύκλωμα ταλαντωτή αστάθειας για χρήση σε πολλές γενικές ηλεκτρονικές εφαρμογές.

Στο επόμενο σεμινάριο για τις Κυματομορφές και την ΚυματομορφήΓενιά, θα εξετάσουμε το 555 Timer, το οποίο είναι ένα από τα πιο δημοφιλή και ευέλικτα ολοκληρωμένα κυκλώματα που παράγονται ποτέ, τα οποία παράγουν ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών κυματομορφών και σημάτων χρονισμού από μονοστατικούς έως αστάβιους multivibrators.

Σχόλια (0)
Πρόσθεσε ένα σχόλιο