Ждущий мультивибратор на логических элементах

Содержит два ЛЭ с инверсией (рис 7.1), охваченных положительной обратной связью. Рассмотрим работу схемы в разные моменты:

Ждущий режим – устойчивое состояние. В этом состоянии входной уровень логическая единица, напряжение на входе DD2 – логический нуль, так как вход заземлен через резистор R и напряжение на входе

U_вх2=I_вх2×R=I⁰_вх×U_пор

На выходе поддерживается логическая единица Y2=1, которая также подается на второй вход DD1. Две единицы на входах DD1 дают на выходе Y1=0. В этом состояние ЖМВ может находиться сколь угодно долго до прихода запускающего импульса.

Рис 7.1. Ждущий мультивибратор на логических элементах

Формирование фронта выходного импульса начинается с приходом инверсного запускающего сигнала. На момент переключения оба ЛЭ оказываются в активном режиме, петлевой коэффициент положительной обратной связи K_u>>1, развивается лавинообразный регенеративный процесс опрокидывания, который происходит за время, за которое переключается самый инерционный элемент в петле положительной обратной связи. Скачек напряжения через емкость передается безинерционно, поэтому длительность фронта формируемого импульса обусловлена только временем задержки ЛЭ.

Формирование вершины выходного импульсапроисходитво времяпроцесса заряда емкости С по цепи - выходY1, С, R, общая шина. Напряжение на входе Х2 второго ЛЭ U_вх2 обусловлено падением напряжения на резисторе R тока зарядки емкости С. В первый момент ток зарядки максимальный; емкость разряжена. По мере заряда емкости (полярность напряжения на емкости указана на рис 7.1), ток заряда уменьшается, уменьшается и напряжение на входе Х2. Как только напряжение на входе Х2 достигнет порогового, ЛЭ начинают переключаться, входят в активный режим, развивается лавинообразный процесс опрокидывания, формируется срез выходного сигнала. Длительность среза также определяется только временем задержки ЛЭ. Во время переключения левый вывод емкости оказывается при потенциале 0, следовательно к входу Х2 будет приложено отрицательное напряжение Uc. Но защитные диоды на входе ЛЭ (или иногда для надежности параллельно входу подключают диод VD1) срезают отрицательный выброс на входе, поэтому этот участок временной диаграммы показан пунктиром.

По завершению переключения наступает период восстановления, когда емкость должна разрядиться до исходного уровня, в котором она находилась в ждущем режиме. Время восстановления определяется постоянной времени разряда емкости через сопротивление открытого диода VD1.

Длительность импульса на выходе ЖМВ

Резистор R можно выбирать в пределах R_{вых ЛЭ} £ R £ :

¾ для ТТЛ серии К155 100 Ом£ R £ 1.5 кОм,

¾ для КМОП серии К564 1 кОм£ R £ 1 МОм.

Длительности формируемого импульса зависит от стабильности питающих напряжений и температуры. Относительная нестабильность длительности импульса невысокая, обычно порядка d=Dt / t_и=10^-3 1/град С.

Подобные мультивибраторы применяются в тех случаях, когда не предъявляются специальных требований к стабильности формируемого импульса. Обязательно надо учитывать, что для правильного функционирования запускающий импульс должен быть коротким t_зап <<t_и.