Cf 510

10\ 4

кггФт

8 i/fcj

Рис. 10.16. Мультивибратор на ИМС К;2ГФ181-

- пр„,„„„„.„„, „„а; б-,.,„оа., „ем. .„л,„,е„»

Рис. 10.17. Мультивибратор на ИМС К2ГФ1а2-

. - пр.,нц«пнальная скема; 6 ~ типовая схема включения

Рис. 10.18. /Мультивибратор на ИМС К224АФГ - принциивальвая с.е«а; б типовая с«ма включен.,

0.3 мкс; амплитуда выходнык импульсов 2.8 В; длительность выход-

>1ык импульсов = (0,6...1,7) мкс; длительность фронта импульсов Тф 1 мкс; длительность среза импульсов Тс 0,15мкс; допустимое напряжение помех = - 0,8 В; сопротивление нагрузки R„ = 2 кОм;

Рис. 10.19. >1<дущнй блокикг-генератор па ИМС К1ГФ191;

на ИМС К224АФ1: напряжение источника питания t/ = +9 В; потребляемая мощность Pq. 100 мВт; ток потребления 6 мА; длительность выходных

импульсов („ = (95...135) мс; период повторения импульсов 7" = (900...270) мс; амплитуда выходных импульсов V„=7 В; сопротивление нагрузки /?н = 15кОм. На рис. 10,19 приведена принципиальная схема и схема включения ИМС типа

Рис. 10.20. Принциппальная схема одноемкостного мультивибратора с выходйымн эмнттернымн повторителями на базе ДУ

К1ГФ191, выполняющая функцию элемента ждущего блокинг-генератора. С помощью внешних навесных элементов схема приобретает функциональную завершенность. Основные параметры такого блокинг-генератора: напряжение источника пнтани» C„j, = -- 6,3 В; ток потребления /[,0 амплитуда входных импульсов

ви max " +> частота входных импульсов < 100 кГц; длительность запускающих импульсов („ду. = (0,2 ... 0,4) мкс; длительность фронта входных импульсов Тфд 0,1 мкс; амплитуда выхрдных импульсов В; длительность выходных импульсов („ & (0,3.... 1,4) мкс; длительность фронта выходных импульсов Тфцу <0,3 мкс; длительность среза выходных импульсов твык 0.5 мкс; допустимое напряжение помех Un = 0,5 В; сопротивление нагрузки Ra ~ Он.

Для построенпя схем импульсных генераторов в последнее время с успехом используют дифференциальные усилители 7, 16, 31 На рис. 10.20 приведена принципиальная схема одноемкостного мультивибратора с выходными эмиттерными повторителями. Положительная обратная связь в схеме обеспечивается соединением через в ремиза дающий конденсатор С1 одного иэ входов транзисторов дифференциального

каскада с синфазным выходом. Л1ультн-С1 Uu,nf вибратор работает следукяцнм образом, В

HI 0+6S момент включения источника питания на

X X 1 X коллекторе транзистора VI возникает по-

V У Т , Т J~U~L- ложнтельный скачок напряжения, кото-

j 7 5 2 8 1 гч (-» Р*" Р эмнттерный повторитель на

О Ul Л1 41- -О транзисторе V4 и конденсатор С1 передает-

*вых СЗ на базу транзистора V2. Это вызывает развитие лавинообразного процесса открывания транзистора V2 н запирания транзистора VI По мере заряда конденсатора С1 напряжение на базе транзистора V2 постепенно уменьшается, н при достижении некоторого порогового значения развивается обратный лавинообразный процесс, в результате которого транзнстор VI открывается, а V2 - запираегси. На коллекторе открытого транзистора VI устанавливается минимальное напряжение. Затем происходит разряд конденсатора С1 через резистор /?4 н выходное сопротивлеияе каскада на транзисторе VI, По мере разряда конденсатора отрицательное напряжение на базе транзистора V2 уменьшается, в при достижении порогового значения этого напряжения схема вновь возвращается в исходное состояние, когда TpaH3iicTop VI закрыт, а V2 открыт. Далее автоколебательный процесс повторяется, в результате чего ija выходе мультивибратора формируются ИМПУЛЬСЫ, близкие но форме к прямоугольной.

Рис. 10,21. Типовая схема включения мультивибратора на ИМС К1УТ98]

Рис. 10.22, Генератор прямоуго.ьных вмпульсов на ИМС К140УД1Б;

, о - пр„,ти„я,ль„ая схема: 6 гр.факя выходного напря-ження и напряжения на конденсаторе

KiyT98f7o„cTo2n™Mvi™"? «У-"ь™внбратор с использованием ИМС

Ux = 300 кГп; ток„ потребление" о? Гж" гоист~"п™н™ "«Т" lee 5 иА: частота кплеЛаи„а „„............ ....."о"

.. 1 с . UI каждого источника питания / , н / „

Р«Гу „телеТ;пГкиОУл1к"й"° "Р"«У™ь„ь,х имщ-льсов „а ом-«е„:у7прСл»тс™г-г1:еГ:Г >«Р"У-»»-гр„рук,у„

тирующем входе, равного - ГС/и («а + Д/?*)/(/?, +/?2 Когда капряже-

нне на конденсаторе Cl станет мсЕгьше этого значения, усилитель скачком изменит выходное напряжение с отрицательного уровня на положительный. На испивертиру-ющем входе также будет напряжение положительной полярности, равное вык (s + i) (Rl + + а)- Конденсатор С! начнет перезаряжаться током, равным U/lRi + При этом полярность напряжения на его обклад;»х

изменится на пропшоположную (рнс. 10.22, б). Когда же напряжение нл конденсаторе С1 достигнет уровня напряжения на ней н вер тир у ющем входе усилнтеля, напряжение на выходе усилителя вновь скачком изменит полярность и цикл повторится.

Длительность генерируемых прямоугольных импульсов определяется глубиной положительной обратной связи, постоянными времени заряда и разряда конденсатора С] и уровнями выходных напряжений усилителя. Частота повторения импульсов регулируется прн номошл потенциометра R2, который изменяет глубину положи-

Рис. 10.23. Условные>обозначення основных логических элементов:

а - скема ИЛИ: б - схема И; в - схема НЕ; г - схема И ~ НЕ: & ~ схема ИЛИ - НЕ

тельной обратной связи. С помощью потенциометра RS регулируется скважность им-пулйвов. Диоды VI н V2 разделяют цепи прохождения токов заряда конденсатора С1 при положительном и отрицательном выходных напряжениях усилителя.

При показанных на рнс. 10.22, а номиналах элементов схемы генератор вырабатывает импульсы с амплитудой (Ущ = =fc 7,5 В и Частотой (150...1500) Гц. При изменен11и емкости конденсатора С1 до 0,01 мкФ частога генератора изменяется в пределах (1500...15 ООО ) Гц [1б.

Схемы генераторов импульсов на логических интегральных микросхемах весьма разнообразны. Их построение подробно рассматривается в литературе по цифровой вычислительной технике и в соответствующих справочниках [П, 25, 34, 37].

Ниже приведены основные сведения о построении импульсных генераторов на логических (цифровых) ИМС. Прн всем многообразии логических операций, выполняемых современными цифровыми ИМС, в основе математического опксания их работы лежат достаточно простые положения алгебры логики; или булевой алгебры.

В булевой алгебре переменные и их функции могут принимать только два значения: О и I. Над переменными могут производиться три основных действия: логическое сложение, логическое умножение и логическое отрицание, что соответствует логическим функциям ИЛИ, И, НЕ.

Логическая функция ИДИ - логическое сложение (дизъюнкция) ~ обозначается F = AWB и читается так: логическая функция F принимает значение логической единицы (F = 1), если логическая переменная А или логическая переменная В равны I (можно читать: F равно А или В).

Логическая функция И - логическое умножение (конъюнкция) - обозначает F = А В. Эта условная запись читается так: F~ I тогда и только тогда, когда Дни равны 1; при любых других сочетаниях логических переменных F= О (можно читать: F равно Л и б)

Логическая функция НЕ - логическое отрицание (инверсия) - обозначается / = Л и читается так: F равно не А (или F есть инверсия А).

Помимо простейших логических операций, могут быть использованы и более сложные. Важнейшие из них:

Логическая функция И-НЕ - отрицание конъюнкции (операция Шеффера)-

обовначвеггся F = А В.

Логическая функции ИЛИ - НЕ - отрицание дизъюнкция (операция Пирса) -

обозначается F = А VS.

в соответствии с приведенными выше соображениями может быть составлена таблица состояний логических переменныл - таблица истинности (табл. 10.2)

Схемотехническая реализация рассмотренных логических операций производятся с помощью логических элементов, условное изображение которых приведено на рнс. 10.23. Как видно из рисунка, логический элемент обозначается прямоугольником,

внутри которого указыбается снм-

Табшца 10.2, Состояния логических переменных

вол. определяющий выполняемую функцию. Символ I определяет функцию ИЛИ: символ &-функцию И; инверсия, осуществляемая функциональным элементом, обозначается кружком на выходе прямоугольника.

Функционально полная система логических элементов - это такой набор элементов, используя который, можно реализовать любую сколь угодно сложную лса-ическую функцию. Так как любая логическая функция представляет собой комбинацию простейших функций-дизъюнкции, конъкжкцни и инверсии, набор из элементов ИЛИ, И, НЕ является функционально полным. То же можно сказать и об элементах, реализующих функции И-НЕ и ИЛИ -НЕ.

Для выполнения логических операций с использованием потенциального кода в качестве двоичной переменной приняты уровни напряжений: за значение логической единицы можно принять, например, высокий положительный потенциал, а за значение логического нуля ~ нулевой потенциал. Очевидно, дто в состав логических сяем должны входить элементы, имеющие два устойчивых состояния, юдно нз котодыя

Рис. 10.24. Элемент И - НЕ типа ТТЛ:

i - схема с простым инвертор о»; 6 - сяема со сложны тором

нвер-

соответствует едушицс, а другое - нулю. Этому требованию удовлетворяют полупроводниковые диоды и транзисторы, которые наиболее часто используются в логических ИМС.

В зависимости от тнпа базового электронного элемента логические (цифровые) ИМС делятся иа схемы рез и сторно-транзистор ной (РТЛ), дподно-транзисторной (ДТД), резисторно-емкостной транзисторной (РЕТЛ), транзисторно-транзисторной (ТТЛ) и эмиттерно-связанной транзисторной (ЭСТЛ) логики. Наряду с биполярными траи-энсторами а цифровых ИМС широко применяются и полевые (МДП) транзисторы.

Серии ИМС типа РТЛ, РЕТЛ и ДТЛ продолжают выпускаться - онн достаточно широко используются в существующей серийной аппаратуре. Однако в новых разработках эп* ИМС не применяются, поскольку более высокими качественными показателями обладают НМС типа ТТЛ и ЭСТЛ. Типсжые схемы этих элементов приведе-вы на рнс. 10.24 и 10.25.

t: вгр эмиттеры многоэштерного (МЭТ)

Рассмотрим работу этих „"?"оТ(рГ 10.24, а) поданы «-"Р»*"""

точнйка питания через смещен насыщения. ПаДениеа

токи эмиттеров Оаа-.,.. . .

точнйка питания СУ „ через смещеЕШый в прямом начраалп,.п ---------- ,

ход пройдет в базу транзистора V2, переводя его в режим насыщения. Паденне напряжения на резисторе 2 в цепи коллектора этого транзистора резко увеличится, а выходное напряжение, снимаемое с коллектора тран зистора V2 (f/jg ~ С/„ „ - - кг)> будет минимальным, что соответствует состоянню логического нуля. Если же хотя бы на один из эмиттеров мпогоэмнттерного транзистора подать низкое (соответствующее 0) напряжение, то этот эмнггерный переход окажется смещенным в прямом направлении н ток базы МЭТ потечет через открытый эм11ттер)1ый переход. Транзистор V2 при этом перейдет в закрытое состояние, а напряжение на его коллекторе

увелнчнтся До уровня логи- --• --д-j

ческой единицы. Л...,

В схеме со сложным инвертором (рнс. 10.24, б) входной каскад нз МЭТ работает аналогично рассмотрен ному выше. Для увеличения бы-стродейстБня и нагрузочной слособностч в этой ИМС используется эмиттерный повторитель на транзисторе V3 Его эмиттерной "ягпузкЫ является тг

управляемый ,

снимаемым с резистора

Днод V4 является смещаю- 6 6 w - щим. Он обеспечивает запира- "

нне транзистора V3 прн от- Р"с. 10.25. Элемент типа ЭСТЛ, выполняющий крытых транзисторах V2 и функции ИЛИ - НЕ н ИЛИ

V5. Для исключения ложных

срабатываний, вызываемых затухающими «олебаниями после окончания входного сигнала, к каждому из входов МЭТ подключаются Демпфирующие диоды (на рис.

[0.24, б показан один из них).

Основу схемы типа ЭСТЛ (рнс. 10.25) составляет дифференциальный усилитель на транзисторах VI - V4. Если на базовых входах этих траазисгоров действуют на-

.... П.„.. .П. .ЖГ"- -

„„,кенк». соответствующие готическому нулю ™„\"""ы "транзистор V5. «►