Рассмотрим принципы построения импульсных генераторов с использованием этих ИМС. Все генераторы в зависимости от условия возбуждения подразделяются на генераторы с самовозбуждением и генераторы с внешним возбуждением. Последние при генерации импульсных сигналов называют еще ждущими, т.е. работающими в ждущем режиме. Генератор с самовозбуждением, предназначенный для получения прямоугольных импульсов, называется мультивибратором. Результатом работы такого генератора являются не гармонические колебания, а прерывистые, дискретные процессы. Импульсные схемы, работающие в ждущем режиме, называются одновибраторами.
Мультивибратор, построенный на двух логических элементах НЕ (ИМС К155ЛН1), представлен на рисунке 3а. Принцип действия такого генератора основан на использовании процесса заряда и разряда конденсатора С1 через резистор R1. Пусть в исходном состоянии первый логический элемент DD1а находится в единичном состоянии, т.е. на его выходе имеется высокий потенциал, а конденсатор С1 разряжен. С этого момента конденсатор начинает заряжаться этим потенциалом по экспоненте:
uC = Um (1-exp(-αt)) (1)
Длительность заряда определяется постоянной времени цепи τз=R1C1. Когда потенциал узла А на входе DD1а достигнет уровня, соответствующего логической единице (Лог.“1”), элемент DD1а опрокидывается и меняет свое состояние на Лог.“0” (узел В). Благодаря глубокой обратной связи между элементами DD1а и DD1b по выходной и входной цепям, элемент DD1b резко меняет свое состояние на Лог.“1”. С этого момента конденсатор прекращает свой заряд и начинается процесс его разряда через R1, который так же происходит по экспоненте:
uC = Um exp (-αt) (2)
По мере окончания разряда, потенциал узла А снижается до нуля и элемент DD1а снова меняет свое состояние Так продолжается периодически до тех пор, пока схема не будет отключена от источника питания. Период импульсных сигналов определяется постоянной времени заряда и разряда конденсатора:
Т=2,3 R1C1 (3)
Поскольку выходной сигнал несколько отличается от прямоугольного, то для формирования прямоугольной формы он дополнительно пропускается через логические элементы DD1с и DD1d по каждому выходу Q, которые являются инверсными по отношению друг - другу (рисунок 3а). Такие же схемы мультивибратора можно построить с использованием базовых логических элементов 2И-НЕ на основе ИМС К155ЛА3. Для этой цели входные цепи каждого элемента закорачивают между собой, в результате чего они превращаются из элемента 2И-НЕ в элемент НЕ. В остальном принцип работы и метод анализа работы такого генератора остаются без изменений.
В рассмотренных схемах плавное изменение частоты генератора не представ-ляется возможным. Ее можно изменять ступенчато путем смены резистора или конденсатора. Для плавного изменения частоты импульсных сигналов можно использовать схему мультивибратора, собранного на трех элементах 2И-НЕ этой же ИМС (рисунок 4). Для решения этого вопроса в цепь заряда конденсатора, кроме постоянного резистора R2, включен и переменный R3. Анализ работы данной схемы генератора следует начинать, пологая присутствие в начальный момент высокого потенциала на выходе элемента DD2c (узел D), от которого происходит заряд конденсатора С2 через R2+R3 и последующая за ним смена состояния элемента DD2a.
Наконец, рассмотрим еще один вариант построения схемы импульсного генератора на ИМС К155ЛА8 (рисунок 5). Данная схема отли-
чается от предыдущих тем, что подавая с помощью тумблера SA1 на второй вход элемента DD3c потенциал, соответствующий лог. “0” или лог.“1”, можно в любой момент прервать или запустить генерацию сигналов. Кроме того, путем включения резистора R1 в открытую коллекторную цепь выходного каскада элемента DD3d, можно получить не только сформированный, но и значительно усиленный сигнал Q прямоугольный формы (рисунок 6).
Анализ работы этого генератора следует начинать пологая, что он заторможен подачей тумблером SA1 лог.“0” на второй вход элемента DD3c. Эпюры напряжений в узлах (А, В, С) cхемы приведены на рисунке 6.