Міністерство освіти і науки України Національний університет Львівська політехніка Інститут комп’ютерних наук та інформаційних технологій
Звіт про виконання лабораторної роботи № 3-4 з курсу “Комп’ютерна схемотехніка” . Львів 2007 Тема: Генератори імпульсів прямокутної форми: одно- і мультивібратори Мета: Вивчення принципів роботи й дослідження формувачів управляючих сигналів, виконаних на інтегральних логічних елементах із використанням додаткових ємностей і резисторів. Короткі теоретичні відомості: Для отримання імпульсів прямокутної форми широко використовують релаксаційні автогенератори (мультивібратори), побудовані на основі підсилювачів із додатнім зворотнім зв’язком. Автогенератор – пристрій, що генерує незатухаючі коливання без будь-якого запуску із-зовні і немає стійких станів рівноваги. Мультивібратори – релаксаційні генератори, у яких позитивний звортній зв’язок створюється за допомогою кіл. Релаксаційні генератори можуть працювати у двох режимах: автоколивному (мультивібратор) та чекаючому (одновібратор). В автоколивному режимі схема має два квазістійких стани, тривалість кожного з яких визначається часовизначною ланкою. У чекаючому режимі схема має один стійкий стан, у якому може знаходитись необмеженого довго. Під дією короткого запускаючого зовнішнього імпульса схема стрибком переходить в квазістійкий стан, а потім самостійно повертається у початковий стан, формуючи імпульс заданої тривалості. При проектуванні одно- та мультивібраторів у якості елементної бази використовують біполярні і цифрові мікросхеми. Етапи виконання: Мультивібратори: статика і динаміка; Одновібратори: статика і динаміка. Виконання роботи: Мультивібратори: а) Статика: Мультивібратор на логічних елементах І-НЕ
Даний мультивібратор складається з елементів DD1.1 i DD1.2 з перехресними додатніми зворотніми зв’язками через конденсатори С1 і С2 та двох елементів DD1.3 i DD1.4, які служать для забезпечення режиму м’якого самозбудження коливань у схемі. При включенні живлення і можливій появі на обох виходах елементів DD1.1 i DD1.2 сигналів логічної одиниці спрацьовують елементи DD1.3 i DD1.4. На вхід DD1.2 поступає високий рівень напруги, що викликає перемикання DD1.2 у стан логічного нуля на виході і приводить до виникнення режиму автоколивань. Характеристики досліджуваної схеми:





б) Динаміка:
2. Одновібратори: а) Статика: Одновібратор на логічних елементах І-НЕ
Даний одновібратор складається з резистора R, конденсатора С та елементів DD1.1 i DD1.2. При подачі в момент часу t на вхід елементу DD1.2 запускаючого імпульсу мікросхема DD1.2 переходить у стан логічної одиниці. Стрибок напруги Uлог. передається через конденсатор С на вхід логічного елемента DD1.1, який переходить у стан логічного нуля. Після моменту t конденсатор заряджається, а напруга Uвх1 падає з тієюж постійною часу. Одновібратор знаходиться у квазістійкому стані. В наступний момент часу, коли напруга Uвх1 досягає порогового рівня відбувається перемикання елемента DD1.1 і відповідно елемента DD1.2. Одновібратор повертається у початковий стан. Характеристики досліджуваної схеми:




б) Динаміка:
Висновок: При виконанні лабораторної роботи я ознайомився з принципами роботи генераторів імпульсів прямокутної форми на інтегральних логічних елементах І-НЕ із використанням додаткових ємностей і резисторів. Мультивібратори на основі логічних інтегральних мікросхем застосовують у цифровій апаратурі, бо при цьому найбільш повно забезпечується уніфікація елементної бази. Одновібратори (чекаючі мультивібратори) використовують в якості формувачів управляючих сигналів (генераторів одиночних імпульсів) для вироблення синхроімпульсів і тактових сигналів запису та зчитування інформації.