Генератори прямокутних імпульсів на логічних елементах.

Принцип побудови таких генераторів заснований на тому, що логічні елементи, як правило, містять в свойому складі елемент не, тобто інвертуючий підсилювач. Таким чином, два інвертора, замкнуті в ланцюг позитивного зворотного зв'язку (вихід одного з них з'єднаний з входом іншого і навпаки), можуть утворити систему, здатну до самозбужденя і необхідну в якості основи для побудови генератора.

Для одержання інвертора з елемента або-не всі входи елемента, окрім одного, можна заземлить. Можна також всі входи об'єднати. Однак при цьому зменшується вхідний опір і збільшується вхідна ємність.

Для одержання інвертора з елемента і-не необхідно всі входи об'єднати або всі входи, окрім одного, під’єднати до джерела напруги, відповідної логічної одиниці. При об'єднанні входів зменшується вхідний опір і збільшується вхідна ємність. При під’єднанні входів до джерела напруги збільшується інвертором споживна потужність .

В генераторі на логічних елементах, як і в мультивібраторах на транзисторах, існують два тимчасово сталих стани. В кожному з них на виході одного логічного елемента діє високий рівень (логічна “1” ), а на виході другого — низький рівень (логічний “0”).

Діоди VD1, VD2 є захисними, напруга на них не може знизитися нижче За Відсутності діодів на входи мікросхем будуть передаватися значні негативні напруги. Якщо захисні діоди є всередині мікросхеми, то можна не ставити. Зміни потенціалів на виході елементів зумовлені перезарядкою конденсаторів С1, С2. Припустимо DD1.1 переключився в стан “1”, а DD1.2 — в “0”.

Конденсатор С1 починає заряжаться через вихідний опір DD1 і резистор R2. (через струму) підтримує DD1.2 в стані “0”. В цей час конденсатор С2, заряженний в попередньому циклі, швидко розряджається через малий вихідний опір DD1.2 і діод VD1. По мірі заряда С1 струм заряда зменшується, зменшується. При цьому елемент DD1.2 переходить в активний режим. Через конденсатор С2 підвищення вихідної напруги DD1.2 передається на вхід DD1.1. І цей елемент переходить в активний режим. І тут в дію вступає зворотний зв'язок (С1, С2).

Відбувається лавиноподібний процес, в результаті якого на виході DD1.1 встановиться логічни “0”, а на виході DD1.2 — логічна “1”. Після цього конденсатор С2 починає заряджаться, а конденсатор С1 — розряджатися.

Тривалість імпульсу на виході DD1. 1

Таким чином, щоб забезпечити виникнення і існування сталих автоколиваннь, слід вивести інвертори по постійному струму на лінійну ділянку передатної характеристики (від 0 до 1), де інвертори працюють як звичайні підсилювачі з ОЕ. Після цього ввести в пристрій позитивний зворотний зв'язок.

А)

Б)

А) Резистор R виводить в підсилювальний режим DD1.1, а його вихідна напруга утримує в режимі підсилення DD1.2. Позитивний зворотний зв'язок через С викликає порівняльно м'яке самозбудження генератора.

Б) Друга схема більш прийнятна, т.я. тут обидва інвертора охоплені резистивним зворотним зв'язком і виведені в підсилюючий режим. Більш м'який режим, ніж в а.

Для мікросхем ТТЛ R=0,2 1,5кОм.

КМОП R=50к 5,0МОм.

Мультивібратори з кварцевою стабілізацією частоти виконуються звичайно шляхом включення кварцевого резонатора на місце часозадающої ємності. Можуть також бути і на одному інверторі.

R=1МОм. ZQ=1МГц. В низькочастотних кварцевих генераторах рекомендується входи включати на корпус через невеликі ємності.