МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДРОГОБИЦЬКИЙ МЕХАНІКО-ТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ Лабораторія основ електроніки і мікроелектроніки Практична робота №6 Розрахунок мультивібраторів на логічних елементах цифрових ІМС.  Мета роботи: Навчитися вибирати схеми і визначати основні параметри мультивібраторів на логічних елементах ТТЛ. 1. Теоретичні відомості. 1.1 Мультивібратори на логічних елементах Принцип роботи мультивібраторів на логічних інтегрованих цифрових мікросхемах (ІМС) базується на процесах, зв’язаних із зарядом і розрядом конденсаторів. В якості часозадаючої ланки використовується двох- конденсаторна мостова схема (рис.1) з перезарядом конденсатора відносно нульового рівня вихідної напруги логічного елемента (ЛЕ).
а) Рис. 1 Схема часозадаючої ланки для отримання часових інтервалів. Вихідним каскадом цифрової ІМС І-НЕ, а також АБО-НЕ являється підсилювач (інвертор). Це дає можливість побудувати на таких елементах мультивібратор, аналогічний мультивібратору на транзисторах. За рахунок додатного зворотнього зв’язку (ДЗЗ) в схемі розвивається лавиноподібний процес і перехід вихідної напруги з одного рівня на інший проходить з великою швидкістю. 1.2 Автоколивальний мультивібратор Схема автоколивального мультивібратора приведена на рис.2,а.

Рис.2. Схема автоколивального мультивібратора і часові діаграми. В цій схемі вихід елемента DD1 через ланку С1 R2 зєднаний зі входом DD2, вихід якого через коло С2 R1 зєднаний зі входом DD1, за рахунок чого створюється додатній зворотній зв'язок (ДЗЗ). Діоди VD1,VD2 являються захисними, напруга на них не може опуститися нижче U
В. При відсутності діодів VD1,VD2 через конденсатори С1,С2 будуть передаватися значні від’ємні перепади напруг, що може вивести мікросхему із ладу. У випадку наявності діодів в середині мікросхем їх зовнішнє встановлення не є необхідним. Розглянемо роботу мультивібратора за цією схемою. Нехай на виході елемента DD1 потенціал скачком збільшився на
, а на виході DD2- скачком зменшився (рис.2,б). Тоді на виході DD1 буде рівень логічної одиниці (
) і конденсатор С1 почне заряджатися через вихідний опір елемента DD1 і резистор R2. Напруга на резисторі R2 від струму заряду С1 має додатню полярність на вході DD2 і підтримує цей елемент у відкритому стані (
). В цей час конденсатор С2 швидко розряджається через малий вихідний опір відкритого елемента DD2 і діод VD1; напруга на вході елемента DD1 низька і він утримується закритим (
). Протягом зарядки конденсатора С1 струм заряду зменшується . За рахунок цього знижується спад напруги на вихідному опорі елемента DD1 (завдяки чому
зростає), а також зменшується напруга
на вході елемента DD2. В деякий момент напруга
опускається до значення, при якому робоча точка елемента DD2 виходить на активний участок передавальної характеристики (
) , де зменшення
визиває збільшення
. Через конденсатор С2 це передається на вхід елемента DD1. Після цього як
зросте до відповідного рівня, робоча точка елемента DD1 теж вийде на активний участок передавальної характеристики. Коли оба елементи будуть знаходитися в активному (підсилювальному) режимі, вступить в дію ДЗЗ, за рахунок якого
лавиноподібно збільшиться, а
аналогічно зменшиться. В результаті DD1 відкривається (
), а DD2 закривається (
). Після цього конденсатор С2 почне заряджатися, а конденсатор С1 швидко почне розряджатися через діод VD2 і вихідний опір відкритого елемента DD1 – наступає другий півперіод, процеси в якому повторюються. Напруга на вході кожної мікросхеми пропорційно струму через резистор R1,2 експоненціально зменшується по мірі зарядки конденсатора С2,1. Для елемента DD2:
де
- постійна часу зарядки конденсатора. Вважаючи, що переключення елементів (завершення імпульса) наступає тоді, коли
понижується до порогової напруги
із попередньог...