1.Генераторы на логических элементах

Генераторы прямоугольных импульсов являются неотъемлемой

частью большинства цифровых устройств, все счетные процессы в

которых осуществляются по тактовым импульсам задающего генератора.

В логических схемах в качестве генераторов бывает удобно использовать

сами логические элементы. Поскольку логический элемент обладает

свойствами усилителя, для перевода его в режим автогенерации

д остаточно организовать соответствующую обратную связь. На рисунке

8.1.1 приведен пример

простейшего релаксационного

генератора на двух логических

инверторах.

Резистор R образует

отрицательную обратную связь для

инвертора 1, переводя его в режим

инвертирующего усилителя,

инвертор 2 переворачивает фазу на

Рис 180°, а конденсатор C замыкает цепь

положительной обратной святи.

2. Генераторы одиночных импульсов (одновибраторы)

Как уже говорилось, одновибратором называется релаксационный

генератор, имеющий одно стабильное и одно квазистабильное состояние.

Такие моностабильные генераторы применяются для формирования

импульсов заданной длительности по внешнему короткому

синхроимпульсу, либо если внешний импульс имеет неопределенную

длительность. Пример одновибратора с использованием двух логических

элементов приведен на рисунке 8.2.1.

Недостатком схем релаксационных генераторов на логическихэлементах с разделительной емкостью является кратковременное появление на входах элементов отрицательного напряжения, вызванное перезарядкой емкости, которое

не является «штатным» режимом работы микросхемы.

Защитить элемент на схеме Рис.8.2.1 от отрицательного

выброса напряжения можно диодом, включенным

параллельно резистору (Рис.8.2.2). Однако при этом

возрастает нагрузка на предыдущий элемент.

3.

Схемы простых кварцевых генераторов выполненных на ТТЛ и КМОП микросхемах приведены на рис. 1.5.3,б и рис. 1.5.3,а соответственно. Они вполне подходят для большинства практических устройств, однако им все же свойственны некоторые недостатки.Во-первых, генераторы возбуждаются на частоте, значение которой ниже значения частоты кварцевого резонатора, что вынуждает включать последовательно с кварцем подстроечный конденсатор.Во-вторых, их температурно-частотная характеристика (ТЧХ) отличается от ТЧХ кварцевого резонатора, т е. Искажается. В-третьих, частота генераторов очень зависит от напряжения питания, кроме того, в генераторе по схеме на рис. 1.5.3,а в ряде случаев рассеиваемая мощность на кварцевом резонаторе может превышать предельно допустимое значение.

4.Другой вариант применения таймера – в качестве мультивибратора

п риведен на рисунке 8.4.3.

Напряжение с времязадающей

емкости C подается одновременно на

входы компараторов К1 и К2. Это

напряжение изменяется в пределах

порогов срабатывания компараторов –

от 1/3UПИТ до 2/3UПИТ, когда таймер

меняет свое состояние на

противоположное. Период колебаний

генератора равен

T ≈ 4.1 RC .

Замечательным свойством

таймера является его высокая временная стабильность, слабо зависящая

от внешних параметров (нестабильность составляет менее 1%). В первую

очередь это связано с применением аналоговых компараторов, имеющих

высокий коэффициент усиления и позволяющих очень точно задавать

пороги переключения. Во-вторых, в схеме применен прецизионный

делитель напряжения. В-третьих, длительность выходного импульса

практически не зависит от напряжения питания, поскольку цепь опорного

делителя напряжения и времязадающая цепь питаются от общего

источника напряжения, а значит, при его изменении одновременно

меняется зарядный ток емкости и пропорционально меняются пороги

срабатывания компараторов.

Общий принцип работы всех релаксационных генераторов

заключается в сравнении плавно меняющегося напряжения

времязадающей емкости с некоторым опорным уровнем. Для получения

более высокой стабильности генератора нужно придерживаться

нескольких правил: