проектирование схемы мультивибратора на двух элементах КМОП

Введение

Тема моего курсового проекта – проектирование схемы мультивибратора на двух элементах КМОП.

Актуальность темы.

Мультивибратор - это простейший генератор импульсов. Работает он в так называемом режиме "автогенерации"- то есть при подачи питания начинает сам генерировать импульсы без постороннего вмешательства.

В цифровых устройствах на микросхемах большую роль играют различные формирователи импульсов - от кнопок и переключателей, из сигналов с пологими фронтами, дифференцирующие цепи, а также мультивибраторы.

В настоящее время почти каждое предприятие использует различные радиотехнические и электроприборы, в состав которых входят мультивибраторы, именно поэтому моя тема является актуальной.

Основная проблема: определить по материалам на тему моего курсового проекта , как проектировать схему мультивибратора на двух элементах кмоп.

Задачи:

1. Изучить специальную литературу по проектированию схемы мультивибратора на двух элементах КМОП.

2. Рассмотреть  содержание ключевых понятий, таких, как: мультивибратор, симметричный мультивибратор, логические элементы серий КМОП, полевые транзисторы.

3. Проектирование логической и электрической схемы мультивибратора.

4.  Расчет параметров элементов схемы.

Цель работы: при помощи всей данной и найденной мной литературы понять и спроектировать схему мультивибратора на двух элементах КМОП, для этого мне следует разобраться во всем теоретическом материале: выяснить, что такое мультивибратор, какие они бывают, что такое КМОП микросхемы и так далее.

Объектом моей работы является мультивибратор на двух элементах КМОП.

Предмет исследования - различные сведения по данной теме, взятые из книг, с различных сайтов в интернете.

1 Мультивибратор как основной узел цифровых устройств

1.1Основные характеристики мультивибратора

Мультивибратор — релаксационный генератор электрических прямоугольных колебаний с короткими фронтами.

В электронной технике используются самые различные варианты схем мультивибраторов, которые различаются между собой по типу используемых активных компонентов (ламповые, транзисторные, тиристорные, микроэлектронные и другие), различающиеся режимом работы (автоколебательный, ждущие, с внешней синхронизацией синхронизации), видам связи между усилительными элементами, способам регулировки длительности и частоты генерируемых импульсов и другими параметрами.

Мультивибратор относится к релаксационным генераторам. Релаксационный генератор является источником колебаний, фор­ма которых отличается от синусоидальной. Релаксационные коле­бания бывают прямоугольные, пилообразные и т. д. Генераторы релаксационных колебаний используют для формирования оди­ночных импульсов и импульсных последовательностей, деления частоты, в качестве запускающих элементов, источников синхро­низирующего сигнала и т. д.

Колебательный процесс в релаксационном генераторе состоит в поочередном накоплении энергии от источника питания нако­пителем и выделении ее в виде тепла в резисторах схемы. Нако­питель переключается с процесса накопления на выделение энер­гии с помощью коммутирующего устройства при достижении оп­ределенного уровня энергии. Управление коммутирующим уст­ройством производится по цепи обратной связи. Таким образом, релаксационный генератор обязательно содержит источник энер­гии, накопитель, коммутирующее устройство и цепь обратной свя­зи. В качестве коммутирующего устройства обычно используют транзистор, работающий в ключевом режиме.

Релаксационный генератор может работать в одном из сле­дующих режимов: ждущем, автоколебательном, синхронизации и деления частоты.

В ждущем режиме генератор имеет состояние устойчивого и квазиустойчивого равновесия. Квазиустойчивым равновесием называют такое состояние генератора, при котором он, будучи вы­веденным из состояния равновесия, через некоторое время возвра­щается к этому состоянию благодаря внутренним процессам. Пе­реход из устойчивого равновесия в квазиустойчивое происходит под действием запускающих импульсов, а обратно генератор воз­вращается самопроизвольно через время, зависящее от парамет­ров генератора.

В автоколебательном режиме состояния устойчивого равнове­сия нет, а существует два состояния квазиустойчивого равнове­сия. В процессе работы генератор переходит из одного квазиус­тойчивого состояния в другое. Период колебаний определяется параметрами генератора.

В режиме синхронизации на релаксационный генератор дейст­вует внешнее синхронизирующее напряжение. Генератор имеет также два квазиустойчивых состояния, однако период колебаний определяется синхронизирующим сигналом.

Среди большого числа разнообразных релаксационных гене­раторов можно выделить два типа в зависимости от способа ор­ганизации обратной связи: мультивибраторы и блокинг-генераторы. Подобные генераторы широко применяются в импульсной тех­нике. Мультивибратор представляет собой двухкаскадное устрой­ство, обратная связь в котором образуется соединением выхода одного каскада со входом другого и, наоборот, с помощью кон­денсаторов. Блокинг-генератор — это устройство, обратная связь с выхода на вход которого осуществляется через импульсный трансформатор. Обратная связь в этих устройствах положительная.

Симметричный мультивибратор

             Рисунок 1- Симметричный мультивибратор

    Симметричный мультивибратор с базовыми времязадающими цепями имеет симметричную схему, которая показана на рисунке 1, а его временные диаграммы характерны тем, что напряжение на коллекторе открытого транзистора, если он насыщен (сплошная кривая), за время импульса не изменяется. Величина резких перепадов напряжения на коллекторе запирающегося и на базе отпирающегося транзистора из-за очень малого его входного сопротивления пренебрежимо мала.

Симметричный мультивибратор представляет собой двухкаскадный усилитель с резисторно-емкостными связями. Параметры элементов Ra, с и Ср, включенных в цепях обеих ламп, обычно одинаковы. Симметричные мультивибраторы на лампах и транзисторах широко применяются в качестве простых и надежных задающих генераторов импульсов в тех случаях, когда не требуется высокая стабильность частоты.

Симметричный мультивибратор на транзисторах работает по тому же принципу действия, что и ламповый.

Симметричный мультивибратор на лампах состоит из двух усилительных каскадов на резисторах, в которых выход одного каскада ЛС-цепочкой связан с входом другого. Каждый каскад собирается на идентичных элементах схемы. Каждый каскад схемы переворачивает фазу напряжения сигнала на 180, поэтому обратная связь между каскадами положительная  (баланс фаз соблюден), вследствие чего общий коэффициент усиления / Сус1, следовательно, схема самовозбуждается. Так как каждый каскад пропускает достаточно большую полосу частот, самовозбуждение происходит на многих частотах сразу. Это значит, что генерируется широкий спектр частот. При этом форма выходного напряжения представляет собой периодическую последовательность импульсов.

1.2Мультивибратор

..

..

 

 

 

         Рисунок 2- Мультивибратор на операционном усилителе

Принципиально можно построить автоколебательный мультивибратор на инвертирующем компараторе с гистерезисом, показанный на рисунке 2, охваченном отрицательной обратной связью.

Делитель напряжения из пары резисторов R4, включенных в цепь обратной положительной связи переводят ОУ в режим компаратора с гистерезисом по инвертирующему входу, к которому подключена интегрирующая цепочка R2, C1. При переключении компаратора из состояние в состояние происходит изменение тока в интегрирующей цепочке и конденсатор начинает перезаряжаться в другую сторону до достижения другого порога компарации, и переключения полярности напряжения на выходе ОУ. В этой схеме ОУ выполняет сразу несколько функций: источника напряжений разряда и заряда конденсатора, компаратора и выходного ключа.

Рисунок 3- «классический» двухтранзистроный мультивибратор

Схема, указанная на рисунке 3, может находиться в одном из двух нестабильных состояний и периодически переходит из одного в другое и обратно. Фаза перехода очень короткая относительно длительности нахождения в состояниях благодаря глубокой положительной обратной связи, охватывающей два каскада усиления.

Пусть в состоянии 1 Q1 закрыт, Q2 открыт и насыщен, при этом C1 быстро заряжается током открытого базового перехода Q2 через R1 и Q2 почти до напряжения питания, после чего при полностью заряженном C1 через R1 ток прекращается, напряжение на C1 равно (ток базы Q2)·R2, а на коллекторе Q1 — напряжению питания.

При этом напряжение на коллекторе Q2 невелико (равно падению напряжения на насыщенном транзисторе).

C2, заряженный ранее в предыдущем состоянии 2 (полярность по схеме), медленно разряжается через открытый Q2 и R3. При этом напряжение на базе Q1 отрицательно и этим напряжением он удерживается в закрытом состоянии. Запертое состояние Q1 сохраняется до того, пока C2 не перезарядится через R3 и напряжение на базе Q1 не достигнет порога его отпирания (около +0,6 В). При этом Q1 начинает приоткрываться, напряжение его коллектора снижается, что вызывает начало запирания Q2, напряжение коллектора Q2 начинает увеличиваться, что через конденсатор C2 еще больше открывает Q1. В результате в схеме развивается лавинообразный регенеративный процесс, приводящий к тому, что Q1 переходит в открытое насыщенное состояние, а Q2 наоборот полностью запирается.

Далее колебательные процессы в схеме периодически повторяются.

Длительности нахождения транзисторов в закрытом состоянии определяются постоянными времени для Q2 - T2 = С1·R2, для Q1 — T1 = C2·R3.

Номиналы R1 и R4 выбираются намного меньшие, чем R3 и R2, чтобы зарядка конденсаторов через R1 и R4 была быстрее, чем разрядка через R3 и R2. Чем больше будет время зарядки конденсаторов, тем положе окажутся фронты импульсов. Но отношения R3/R1 и R2/R4 не должны быть больше, чем коэффициенты усиления соответствующих транзисторов, иначе транзисторы не будут открываться полностью.

1.3 Характеристики КМОП микросхем с полевыми транзисторами

КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник)— технология построения электронных схем. В более общем случае — КМДП (со структурой металл-диэлектрик-полупроводник). Отличительной особенностью схем КМОП по сравнению с биполярными технологиями (ТТЛ, ЭСЛ и др.) является очень малое энергопотребление в статическом режиме (в большинстве случаев можно считать, что энергия потребляется только во время переключения состояний)

Подавляющее большинство современных логических микросхем, в том числе процессоров, используют схемотехнику КМОП. В технологии КМОП используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости.

В устройствах на микросхемах КМОП вполне применимы меры по борьбе с дребезгом, известные из опыта работы с микросхемами ТТЛ, например, включение статического триггера на двух элементах И-НЕ  или ИЛИ-НЕ. Однако чрезвычайно высокое входное сопротивление микросхем КМОП (порядка сотен и тысяч мегаом) и относительно высокое выходное сопротивление (сотни ом - один килоом) позволяет упростить цепи подавления дребезга, исключив резисторы. Вариантом схемы является устройство, собранное всего лишь на одном неинвертирующем логическом элементе.

Здесь следует сказать несколько слов о неинвертирующих логических элементах серий КМОП. Большинство логических элементов этих серий являются инвертирующими. Как указывалось выше, микросхемы, содержащие в своем обозначении буквы «ПУ», служат для согласования микросхем КМОП с микросхемами ТТЛ. По этой причине их выходные токи при подаче на их выходы напряжения питания или соединении выходов с общим проводом в устройстве по схемам могут достигать многих десятков миллиампер, что отрицательно сказывается на надежности устройств и может служить мощным источником помех. Большое входное сопротивление микросхем КМОП позволяет в некоторых случаях обойтись вообще без активных элементов для подавления дребезга.

Наиболее перспективны серии, выполненные на комплементарных МОП-транзисторах (КМОП) (К176, К564 и др.). В них отсутствуют нагрузочные резисторы, а МОП-транзисторы с разной электропроводностью каналов выполняют роль ключей. При напряжении на затворах, большем порогового, для транзисторов с каналом определенного типа соответствующий транзистор отперт, а другой заперт. При другом значении большем порогового для транзисторов с электропроводностью противоположного типа отпертый и запертый транзисторы меняются местами. Такие структуры успешно работают при изменении в широких пределах напряжения источника питания (от 3 до 15 В), что недостижимо для логических элементов, в состав которых входят резисторы. В статическом режиме при большом сопротивлении нагрузки логические элементы КМОП практически не потребляют мощности.

Для них также характерны: стабильность уровней входного сигнала и малое его отличие от напряжений источника питания; высокое входное и небольшое выходное сопротивления; хорошая помехоустойчивость; легкость согласования с микросхемами других серий.

Логические элементы КМОП, выполняющие функцию 3 И-НЕ. В нем использованы транзисторы с индуцированным каналом. Транзисторы VT1—VT3 имеют канал -типа и открыты при напряжении затворов, близких к нулю. Транзисторы  имеют канал -типа и открыты при напряжениях затворов, больших порогового значения .

При нулевом входном сигнале хотя бы на одном из входов логического элемента один из транзисторов  открыт и выходное напряжение равное Е. И только в том случае, если на всех входах есть сигнал логической единицы (обычно равный Е), все транзисторы VT1 —  закрыты, а ярусно включенные транзисторы  открыты. Выходное напряжение равно потенциалу общей шины (логический 0). Таким образом, сочетание ярусного включения транзисторов с каналами, имеющими один тип электропроводности, и параллельного соединения транзисторов с каналами другого типа электропроводности позволили реализовать функцию И-НЕ.

Если группы ярусно и параллельно включенных транзисторов поменять местами, то будет реализован элемент, выполняющий функцию. Он работает аналогично предыдущему. Транзисторы  открыты в том случае, если на их затворах логическая 1, и заперты при входных сигналах логического 0.

Из рассмотренных схем видно, что в статическом режиме один из транзисторов, включенных последовательно, всегда закрыт, а другой открыт. Так как закрытый транзистор имеет большое сопротивление , то ток в цепи определяется только малыми значениями токов утечек и микросхема практически не потребляет электрическую мощность.

В качестве базового инвертора, устанавливаемого на входе ЛЭ, обычно используется цепь. Для предотвращения пробоя пленки оксида под затворами МОП-транзисторов схему инвертора обычно дополняют диодами, выполняющими защитные функции. Постоянная времени этих компонентов около 10 не. Поэтому их введение существенно не меняет динамические характеристики логических элементов. При попадании в цепь входа статических напряжений той или иной полярности соответствующие диоды открываются и закорачивают на цепь источника питания источник статического заряда. Резистор,  который вместе с барьерными емкостями диодов  образует интегрирующую цепь, уменьшает скорость увеличения напряжения на затворе до значения, при котором диоды VD2, VD3 успевают открыться.

Если источник напряжения  имеет малое внутреннее сопротивление, то через диод  при  потечет большой прямой ток. Поэтому при включении аппаратуры с подобными логическими элементами напряжение питания должно подаваться раньше входного сигнала, а при выключении — наоборот. В тех случаях, когда допустимо некоторое снижение быстродействия, в цепь входа можно включать резисторы, ограничивающие входной ток на уровне.

В ряде микросхем для увеличения крутизны передаточной функции и повышения нагрузочной способности к выходу инвертора логического элемента подключают один или два дополнительных инвертора. Транзисторы дополнительного инвертора  имеют повышенную мощность. За счет них обеспечивается уменьшение сопротивлений каналов открытых выходных транзисторов инвертора с  кОм до  кОм. Эти значения выходных сопротивлений позволяют не вводить в выходные цепи токоограничивающие резисторы, защищающие от короткого замыкания на выходе.

В логических элементах КМОП предельно просто реализуют элементы с тремя устойчивыми состояниями. Для этого последовательно с транзисторами инвертора включают два комплементарных транзистора ,управляемых инверсными сигналами . Если при подаче сигналов  транзисторы  закрыты, то выходное сопротивление инвертора имеет большое значение (инвертор находится в третьем высокоимпедансном состоянии).

Третье состояние имеется у отдельных микросхем, например у логических элементов типа , а также у сложных функциональных узлов серий КМОП.

Согласование логических элементов ТТЛ с логическими элементами КМОП можно выполнить несколькими способами:

 1) питать логические элементы КМОП малыми напряжениями , при которых сигналы логических элементов ТТЛ переключают транзисторы логических элементов КМОП;

2) использовать логические элементы ТТЛ с открытым коллектором, в цепь выхода которых включен резистор, подключенный к дополнительному источнику напряжения;

3) применять микросхемы преобразователей уровня  при согласовании серий КМОП с сериями ТТЛ и  при согласовании серий ТТЛ с сериями КМОП).

При необходимости увеличить выходную мощность допускается параллельное соединение нескольких микросхем. Для подавления помех по цепи питания между шинами питания включают электролитический конденсатор емкостью  и параллельно ему керамические конденсаторы емкостью  на корпус. Последние подключают непосредственно к выходам микросхем. Емкость нагрузки, как правило, не должна превышать . При большем значении емкости нагрузки последовательно с выходом устанавливают дополнительный резистор, ограничивающий ток ее переразрядки. При наличии выбросов напряжения во входном сигнале последовательно с входом ЛЭ можно включить ограничительный резистор номиналом до 10 кОм. Неиспользованные входы ЛЭ следует обязательно подключать к шинам источника питания или соединять параллельно с подключенными входами. В противном случае возможны пробои диэлектрика под затвором и нарушение работоспособности вследствие сильного влияния помех.

Допускается кратковременное замыкание накоротко выходных зажимов микросхем при малом напряжении питания.

При хранении и монтаже следует опасаться статического электричества. Поэтому при хранении выводы электрически замыкают между собой. Монтаж их проводится при выключенном напряжении питания, причем обязательно использование браслетов, с помощью которых тело электромонтажников соединяется с землей.

1.4                       

Логические элементы  КМОП-серий широко применяются при построении экономичных цифровых устройств малого и среднего быстродействия. В дальнейшем по мере усовершенствования технологии их изготовления они могут составить конкуренцию для логических элементов ТТЛ при создании быстродействующих устройств.

Обычно при конструировании пробников и калибраторов используют генераторы коротких импульсов, вырабатывающие сигнал с широким и равномерным спектром. Такой сигнал позволяет быстро проверять каскады радиоаппаратуры, как низкочастотные (НЧ), так и высокочастотные (ВЧ). Причем чем меньше длительность импульсов, тем лучше - спектр получается шире и равномернее.

Как правило, подобные генераторы состоят из двух основных узлов: собственно генератор прямоугольных импульсов и формирователь коротких импульсов. Между тем можно обойтись без специального формирователя, поскольку он уже имеется в логическом элементе микросхемы структуры КМОП.

 Рассмотрим схему

Рисунок 4- RC- генератор

На рисунке 4 показан известный RC-генератор, работающий в данном случае на частоте около 1000 Гц (она зависит от номиналов деталей R1, С1). Низкочастотный сигнал прямоугольной формы поступает с выхода элемента DD1.2 (вывод 4) через цепочку R2C3 на переменный резистор R4 - им плавно регулируют амплитуду сигнала, подаваемого на проверяемый узел.

Выход же высокочастотного сигнала (коротких импульсов) выполнен несколько необычно - сигнал снимают с переменного резистора R3, включенного в цепь питания микросхемы. Перемещением движка этого резистора плавно регулируют уровень выходного высокочастотного сигнала.

 Рассмотрим принцип работы такого формирователя по упрощенной схеме логического элемента структуры КМОП, показанного на рисунке 5.

                          

Рисунок 5-упрощенная схема логического элемента структуры КМОП

Его основа - два последовательно включенных полевых транзистора с изолированным затвором и разным типом проводимости каналов. Если последовательно с транзисторами включить резистор R1, а на вход элемента подавать прямоугольные импульсы U1, произойдет следующее (рис. 3). Из-за того, что длительность фронта импульса не может быть бесконечно малой, а также из-за инерционности транзисторов, в момент действия фронта наступит такой момент, когда оба транзистора окажутся в открытом состоянии. Через них потечет так называемый сквозной ток, значение которого может составлять от единиц до десятков миллиампер в зависимости от типа микросхемы и напряжения источника питания. На резисторе будут формироваться короткие импульсы напряжения U2. Причем как в момент действия фронта, так и спада.

 Иначе говоря, произойдет удвоение частоты исходных импульсов.

Сопротивление резистора не должно быть большим во избежание нарушения режима работы элементов микросхемы. Это означает, что к высокочастотному выходу можно подключать низкоомную нагрузку сопротивлением 50...75 Ом.

У рассмотренного генератора максимальная амплитуда импульсов на высокочастотном выходе составляет 100...150мВ, а потребляемый от источника питания ток не превышает 1,6 мА. Генератор рассчитан на использование при проверке усилителей ЗЧ, трехпрограммных громкоговорителей, радиоприемников на диапазонах ДВ и СВ.

1.5

структуры КМОП

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, через который протекает поток основных носителей зарядов, регулируемый поперечным электрическим полем, которое создаётся напряжением, приложенным между затвором и стоком или между затвором и истоком.

Так как принцип действия полевых транзисторов основан на перемещении основных носителей заряда одного типа (электронами или дырками), такие приборы ещё называют униполярными, тем самым противопоставляя их биполярным.

Полевые транзисторы классифицируют на приборы с управляющим p-n-переходом и с изолированным затвором, так называемые МДП («металл-диэлектрик-полупроводник»)-транзисторы, которые также называют МОП («металл-оксид-полупроводник»)-транзисторами, причём последние подразделяют на транзисторы со встроенным каналом и приборы с индуцированным каналом.

К основным параметрам полевых транзисторов причисляют: входное сопротивление, внутреннее сопротивление транзистора, также называемое выходным, крутизну стокозатворной характеристики, напряжение отсечки и некоторые другие.

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом — это полевой транзистор, в котором пластина из полупроводника, например n-типа, имеет на противоположных концах электроды (сток и исток), с помощью которых она включена в управляемую цепь. Управляющая цепь подключается к третьему электроду (затвору) и образуется областью с другим типом проводимости, в данном случае p-типом.

Источник питания, включенный во входную цепь, создаёт на единственном p-n-переходе обратное напряжение. Во входную цепь также включается и источник усиливаемых колебаний. При изменении входного напряжения изменяется обратное напряжение на p-n-переходе, в связи с чем меняется толщина обедненного слоя (n-канал), то есть площадь поперечного сечения области, через которую проходит поток основных носителей заряда. Эта область называется каналом.

Отличительной особенностью структуры КМОП по сравнению с другими МОП-структурами (N-МОП, P-МОП) является наличие как n-, так и p-канальных полевых транзисторов; как следствие, КМОП-схемы обладают более высокой скоростью действия и меньшим энергопотреблением, однако при этом характеризуются более сложным технологическим процессом изготовления и меньшей плотностью упаковки.

2. Расчет величины элементов времязадающей RC-цепочки

                                   

Времязадающие RC-цепи применяют во многих случаях. Когда требуется, чтобы время разряда конденсатора было много меньше времени его заряда, используют разрядный диод, включенный параллельно резистору.

Соберем сначала схему без диода. Возьмем конденсатор емкостью 0,022 мкФ и 9-вольтовую батарею питания. Подключим осциллограф параллельно резистору R1. При замыкании кнопки SB1 наблюдаем на экране осциллографа импульс положительной полярности, а при размыкании кнопки импульс отрицательной полярности, равный по амплитуде напряжению питания. Тут вопросов нет, все по теории.

Теперь включим параллельно резистору диод VD1. При замыкании кнопки видим импульс положительной полярности, а при размыкании кнопки  снова импульс положительной полярности, правда, меньший по амплитуде, но равный по длительности импульсу при замыкании кнопки.

Это может вызвать сбои в работе схем. Например, если такую цепочку включить на вход сброса счетчика. Прошел положительный импульс сброса, счетчик обнулился, далее в него записалась информация (по информационным входам), а потом с этой цепочки снова пройдет неучтенный импульс сброса.

1. Исходные данные

E_п=15В, f₀=40kГц.

Для проектирования мультивибратора выбрана схема КР1561ЛА9, которая имеет следующие основные параметры:

2. Принципиальная схема мультивибратора

В качестве генератора прямоугольных импульсов (ГПИ) выбираем распространенную схему мультивибратора на логических элементах ИЛИ-НЕ

генератор цифровой интегральный мультивибратор

R₁ осуществляет отрицательную обратную связь. Величина этого резистора для серии КМОП - десятки и сотни кОм.

R₂ играет вспомогательную роль, ограничивая бросок тока на входе ЛЭ D1.

С₁ осуществляет положительную обратную связь.

3. Работа схемы

Рассмотрим подробнее работу генератора с момента, когда на входе D₁ напряжение равно "0". В этом случае на выходе элемента D₂ напряжение также равно "0", а на выходе D₃ - "1". Конденсатор С заряжается через резистор R₁ по экспоненте, напряжение на его левой обкладке при этом стремится в пределе к напряжению питания (рис. 3,а). Когда напряжение на входе D₁ подойдёт к порогу переключения, напряжение на выходе D₁ начнёт плавно снижаться (рис. 3,б) и когда оно приблизится к порогу переключения элемента D₂, напряжение на выходе D₂ начнёт повышаться (рис. 3,в). Небольшое повышение на выходе элемента D₂ передастся через конденсатор С на вход D₁, что вызовет лавинообразный процесс переключения всех ЛЭ генератора. Напряжение на выходе элемента D₃ станет равным "0", на входе D₁ несколько превысит напряжение питания, начнётся процесс перезаряда конденсатора с плавным уменьшением напряжения на входе D₁

рис. 3

4. Расчёт характеристик и элементов схемы

Проведем приближенный расчет длительностей tи1, tи2, предположив, что выходные сопротивления ЛЭ достаточно малы, уровень логического нуля близок к нулю, а уровень логической единицы обозначим через U1.

T=1/f₀

Постоянная времени:

ф = С₁(R₁+R₂)

Длительность импульса в схеме:

Длительность пауз между импульсами равна:

Сумма длительностей определит период колебаний:

Для случая R₂<1 и U_ПО = U_П1 = 1/2U₁ получим приближенное значение для периода T:

Исходя, из и начальных данных определим период колебаний и постоянную времени:

T=25мкс; ф=T/1,4 ? 18мкс

Исходя из условия: R₂<1, примем сопротивление R₂=50кОм и R₁=0,5кОм

Определим ёмкость конденсатора C₁:

Найдём длительности импульса и паузы:

Таким образом, скважность S:

Заключение

В заключении можно подвести итог проделанной работы и оценить характеристики рассчитанной схемы. Итогом работы является мультивибратор на трёх ЛЭ. Также были выбраны и рассчитаны активные и пассивные элементы схемы и показатели схемы.

Список литературы

1. Подъяков Е.А., Орлик В.В. Электронные цепи и микросхемотехника. Ч.4. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. пособие. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. - 116с.

2. Бирюков С.А. Применения цифровых схем серий ТТЛ и КМОП. - 2-е изд., стер. - М.: ДМК, 2000. - 240с.

3. Преснухин Л.Н., Воробьёв Н.В., Шишкевич А.А. Расчёт элементов цифровых устройств. - 2-е изд., Москва: Высшая школа,1991.

Схема…описание

2.1 Расчет резистора

2.2 конденсатора

Содержание                                        стр.

1.Введение ____________________________________________________4

Заключение

В ходе лсэфддп  пеолщпздв лкоп зщу лзщо м……

Список использованных источников

Основная литература

Дополнительная литература

Интернет