Генератор КМОП, Генераторы Опции

[kleruoi]

Как я понял, чтобы получить импульсы - нужен генератор (мультивибратор).
Если заданной длительности, то еще может пригодиться одновибратор.
Имеется схема мультивибратора (автогенератора) из книги ”Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы 1989”.

Вопрос 1:Если питающее напряжение переменное, то какой оно формы?
Вопрос 2:Куда подключить питание?
Что подается на вход? Не совсем понятно, как схема работает?
Вопрос 3:
Из Шило:
Рисунок 1 посвящен схемам мультивибраторов. Автогенератор (рис. 1) построен на двух инверторах (например, из К561ЛН2). Для этой схемы следует выбрать R1 = R2, С1 — С2 и R3= R4, причем R3 > R1. Период симметричного меандра T = 2,2R1 C1; это соотношение выполняется тем лучше, чем точнее соблюдается пропорция: R3/Rl = R4/R2.
Почему R1C1= 2.2?Как получили такое значение? Это обусловлено конструктивными параметрами КМОП логики (Емкость ЗС и эффект Миллера), а также конденсаторами C1, C2 в схеме. Что больше влияет?
Как, вообще рассчитать этот коэффициент перед RC для генераторов , или эта величина опытным путем находится?
Вопрос 4:
Почему именно такие пропорции?
Имея данную схему генератора можно лишь с помощью её одной (без одновибратора), получить импульс заданной длительности.
Вопрос 5:
Тогда, выбрав инвертор К561ЛН2, я подключаю нагрузку (Схема 2).
Как она повлияет на работу генератора?
Ведь у логических элементов есть нагрузочная способность.

А какие есть книги хорошие по генераторам, кроме Шило, Бирюкова?
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Совершенно другой вопрос.

Orcad 9.2
Схема 3.
хочу посмотреть как она будет работать.
параметры источника.
t1=t2=1e-8
v1=v2=4

Cтавлю transient analysys.
Rакое бы время анализа не брал, какой бы не выбирал параметр step ceiling в настройеке setup/analysys, получаю сообщение об ошибке.

ERROR -- Time step = 28.04E-12 is too small in Transient Analysis at
Time = 9.728E-09. Minimum allowable step size = 999.0E-12.
The device which is changing too fast is C_C1.


Изменение значения C1 в очень широких пределах ничего не дало.
Иногда в ошибке и не указывается на C1.
Что делать?

В какой проге лучше всего симулировать работу генераторов на КМОП-логике?

Параметры:
F0=25KHZ, Uвых=9В.
Rнагрузки=9Ком,Снагрузуи=50пФ.
Конденсатор соединен параллельно с емкостью.


Сообщение отредактировал kleruoi - May 16 2008, 13:00

Эскизы прикрепленных изображений

 

[sera_os]

Ух вапросов то у вас так сразу и не осилишь

Вопрос 1:Если питающее напряжение переменное, то какой оно формы?

Питающее напряжение должно быть только постоянное! в диапазоне +3...15В для К561,564 и +5..12В для К176 серии.

Вопрос 2:Куда подключить питание?

+ на 14 ногу, - на 7; обычно питание цифровых ИМС не указывается. Это подразумевается как известное

Что подается на вход? Не совсем понятно, как схема работает?

На вход ничего не подается. Схема работает защет положительной обратной связи, запускается возможно от шумов (ИМХО).

Почему R1C1= 2.2?Как получили такое значение? Это обусловлено конструктивными параметрами КМОП логики

Этим и обусловлено.

...или эта величина опытным путем находится?

Математически это конечно же можно описать с некоторым упрощением, но думаю что много формул найдены практически.

Имея данную схему генератора можно лишь с помощью её одной (без одновибратора), получить импульс заданной длительности.

Да, но эта длительность будет равна паузе (меандр), т.е. это будет другая частота.

Вопрос 5:
Тогда, выбрав инвертор К561ЛН2, я подключаю нагрузку (Схема 2).
Как она повлияет на работу генератора?
Ведь у логических элементов есть нагрузочная способность.

Если нагрузка достаточно высокоомная (на порядок-два более высокоомная чем выход КМОП), тогда влияние будет минимальным. Выходное сопротивление микросхемы составляет сотни Ом.
Пока только на это могу дать ответ.

[domowoj]

Не совсем удачная схема генератора, избыточная.
Вот например проще, классика.
http://www.radiolub.orsk.info/Shems/genKMOP2.htm
В гугле куча инфы, поищи.
http://www.vt1.ru/mc/48.html
sera_os
У 176 серии питание 9В, снижать - можно в ущерб параметрам,
а увеличивать до 12 вольт нельзя!!! Фатально.
(не заводите молодежь за угол).

Сообщение отредактировал domowoj - May 17 2008, 03:37

[MrYuran]

+ на 14 ногу, - на 7; обычно питание цифровых ИМС не указывается. Это подразумевается как известное

позвольте не согласиться с данным утверждением. В основном-да, но бывают исключения. Особенно у КМОП. например, многие м/сх 564 серии (военный аналог 561) имеют питание на 1 и 4 ногах. А я конкретно накололся на 1533ИР31. (регистр такой длинный, послед. вход и 24 параллельных выхода). Так вот, питание как положено, на 14 и 28 ноге, только... наоборот. На 14 +5В, на 28 - земля. Но дубовые! я через них несколько минут пару ампер пропускал, пока допёр в чём дело.

Сори за офтоп, так, воспоминания нахлынули...

[sera_os]

позвольте не согласиться с данным утверждением. В основном-да, но бывают исключения. Особенно у КМОП. например, многие м/сх 564 серии (военный аналог 561) имеют питание на 1 и 4 ногах. А я конкретно накололся на 1533ИР31. (регистр такой длинный, послед. вход и 24 параллельных выхода). Так вот, питание как положено, на 14 и 28 ноге, только... наоборот. На 14 +5В, на 28 - земля. Но дубовые! я через них несколько минут пару ампер пропускал, пока допёр в чём дело.

Согласен , бывают исключения, я же привел для той ИМС которую испольвовал автор.

[kleruoi]

Спасибо всем, кто ответил.
sera_os

Да, но эта длительность будет равна паузе (меандр), т.е. это будет другая частота.

Что за пауза?Не понятно.
А формула f=1/2.2RC для какой частоты тогда?

Сообщение отредактировал kleruoi - May 26 2008, 08:31

[kleruoi]

Могу ли я с помощью одной микросхемы (у нее ведь много выводов) реализовать целую схему генератора?
Или лучше использовать нескольно микросхем?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[sera_os]

Что за пауза?Не понятно.
А формула f=1/2.2RC для какой частоты тогда?

Извините, немного не дописал свои мысли. Длительность импульса будет равна паузе между импульсами Меандр - это когда длительность импульса равна длительности паузы (между ними).

Могу ли я с помощью одной микросхемы (у нее ведь много выводов) реализовать целую схему генератора?
Или лучше использовать нескольно микросхем?

Можно! У них только ножки питания общие, элементы отдельные.

[Валентиныч]

Ну а если нужен не меандр, а импульсы с заданной скважностью (отношением периода импульса к его длительности), то выбираем различные номиналы емкостей, или (что проще) - резисторов ОС. Ставим 2 переменника, вращая ручки, добиваемся того, что нужно. Затем заменяем переменники на постоянники нужного номинала, и (вуаля!) тащимся от гордости за содеянное.
Кстати - R3, R4 (на схемах выше) вообще можно исключить (закоротить). Входное сопротивление у КМОП логики порядка нескольких ГОм, поэтому нет нужды ставить лишние элементы.

[Voice2001]

а какая минимальная частота на таком генераторе (именно КМОП)?
можно ли добиться 1-2Гц? Или там только килогерцы?
и можно ли оставшиеся свободными элементы использовать в другой части своей схемы? Не будет ли каких-то наводок или еще чего нехорошего?

Сообщение отредактировал Voice2001 - Jun 25 2008, 12:20

[Валентиныч]

а какая минимальная частота на таком генераторе (именно КМОП)?
... можно ли оставшиеся свободными элементы использовать в другой части своей схемы?

Частота генератора определяется параметрами RC-цепи, и (теоретически) может быть любой. Учитывая довольно высокое входное сопротивление КМОП-элемента, применяя гигаомные сопротивления и микрофарадные емкости, реально получить период колебаний в несколько десятков секунд. Правда, стабильность частоты при этом будет не очень высокая. Но это уже другой вопрос.
Оставшиеся элементы микросхемы можно использовать по своему усмотрению - никаких взаимных помех и влияний у цифровых мелвосхем этих серий обычно не наблюдается.

[Ledmaster]

Кстати - R3, R4 (на схемах выше) вообще можно исключить (закоротить). Входное сопротивление у КМОП логики порядка нескольких ГОм, поэтому нет нужды ставить лишние элементы.

Если хотите сделать из микросхем 176 серии надежный прикуриватель, можно и исключить. Вообще-то они ограничивают ток через схему защиты входов ( которая только рисуется как диоды) от отрицательных выбросов при коммутации емкостей. По-хорошему, совершенно не лишне еще и внешние диоды добавить с той же целью.

[Валентиныч]

Если хотите сделать из микросхем 176 серии надежный прикуриватель...

Вообще-то сегодня использовать 176-ю серию - смешно. Но это так, к слову.

[Ledmaster]

Вообще-то сегодня использовать 176-ю серию - смешно. Но это так, к слову.

Действительно, спалив по-первости чтонть из 176 серии можно только посмеятся
а вот если тем же способом навернуть дорогющую ПЛИС'ку, наверняка не до смеха будет!
Катастрофические последствия подачи на вход сигнала за пределами диапазона GND - VCC проявляются практически в любых КМОП микросхемах.

[Валентиныч]

Катастрофические последствия подачи на вход сигнала за пределами диапазона GND - VCC проявляются практически в любых КМОП микросхемах.

Лет 30 юзаю всяческие КМОП серии (наши и "ихние"). Обычно - без каких-либо ограничивающих резисторов на входе. Не могу припомнить НИ ОДНОГО случая выхода из строя логики по этой причине.
Наверное, маловато статистики.
Поюзаю еще лет 30, возможно, разделю Ваши опасения.

P.S. На счет "подачи на вход сигнала за пределами диапазона GND - VCC": мысль здравая, общеизвестная, но не имеющая к данному случаю ни малейшего касательства.

[Ledmaster]

Лет 30 юзаю всяческие КМОП серии (наши и "ихние"). Обычно - без каких-либо ограничивающих резисторов на входе. Не могу припомнить НИ ОДНОГО случая выхода из строя логики по этой причине.
Наверное, маловато статистики.
Поюзаю еще лет 30, возможно, разделю Ваши опасения.
P.S. На счет "подачи на вход сигнала за пределами диапазона GND - VCC": мысль здравая, общеизвестная, но не имеющая к данному случаю ни малейшего касательства.

Если на Вашей памяти КМОП микросхемы ВООБЩЕ не выходили из строя, это настораживает! А если выходили, Вы всегда точно могли установить причину, по которой они вдруг начинали сильно разогреваться? Конечно, способность ранних редакций 176 серии ( начало 80-х годов прошлого века) раскаляться до бела, так, что потом корпус буквально перегорал пополам, уникальна!

[muravei]

Думаю,это про эффект "защелкивания" паразитного тиристора, при привышении входного сигнала над питанием.
Сталкивался, но ничего не горело.

[Валентиныч]

Если на Вашей памяти КМОП микросхемы ВООБЩЕ не выходили из строя, это настораживает!

Расслабьтесь наконец, уважаемый! На этом форуме есть кому меня доставать и без Вас! Делают они это более изощренно и разностороннее.
И внимательнее читайте мои сообщения, если хотите общаться и дальше: я написал, что не помню ни одного случая выхода логики по этой причине. Кроме того, 176 серию не вижу в упор "как класс", т.к. она не является разрешенной для спецприменений.
На этом стёб о ненадежности КМОП по причине кривых рук считаю (для себя) исчерпанным.

[Voice2001]

такой простой генератор состоит из 2-х элементов микросхемы
а можно ли использовать элементы из разных микросхем? Допустим первый 2И-НЕ в одном корпусе, а второй просто инвертор из другого корпуса

[muravei]

В принципе можно, если мс рядом стоят .

[Voice2001]

В принципе можно, если мс рядом стоят .

а рядом - это на сколько? и что будет, если они не совсем рядом?

и еще вопрос: в моей схеме не хватает всего одного инвертора, а генератор запускается по разрешающему сигналу на входе (первый элемент у него 2И-НЕ). Варианта есть 3:
1. добавить инвертор на транзисторе (возможно увеличится потребляемый схемой ток (?))
2. сделать генератор "постоянным" (т.е.чтобы с него испульсы постоянно шли без разрешающего сигнала ему на вход), сменив компоновку схемы и сделав генератор из других элементов других КМОП-микросхем. По сравнению с первым вариантом каков будет потребляемый ток?
3. добавить еще одну микросхему с 6-ю инверторами. Но тогда 5 инверторов останутся балластом, т.к. в схеме использовать их больше негде

какой вариант лучше?

[rv3dll(lex)]

Расслабьтесь наконец, уважаемый! На этом форуме есть кому меня доставать и без Вас! Делают они это более изощренно и разностороннее.
И внимательнее читайте мои сообщения, если хотите общаться и дальше: я написал, что не помню ни одного случая выхода логики по этой причине. Кроме того, 176 серию не вижу в упор "как класс", т.к. она не является разрешенной для спецприменений.
На этом стёб о ненадежности КМОП по причине кривых рук считаю (для себя) исчерпанным.

176 серия для спец применения называлась 164

она кстати не имела диодов по входу и горела по любой причине)))

а рядом - это на сколько? и что будет, если они не совсем рядом?

и еще вопрос: в моей схеме не хватает всего одного инвертора, а генератор запускается по разрешающему сигналу на входе (первый элемент у него 2И-НЕ). Варианта есть 3:
1. добавить инвертор на транзисторе (возможно увеличится потребляемый схемой ток (?))
2. сделать генератор "постоянным" (т.е.чтобы с него испульсы постоянно шли без разрешающего сигнала ему на вход), сменив компоновку схемы и сделав генератор из других элементов других КМОП-микросхем. По сравнению с первым вариантом каков будет потребляемый ток?
3. добавить еще одну микросхему с 6-ю инверторами. Но тогда 5 инверторов останутся балластом, т.к. в схеме использовать их больше негде

какой вариант лучше?

лучше поставить отдельную микросхему генератора
делать на неё ещё чтонибудь (использовать оставшиеся от генератора детали) плохо, так как генератор это святое. наводка и общее питание кристалла может вызвать паразитную модуляцию сигнала генератора.

а чего ты ток то считаешь - частоты какие???

[Voice2001]

а чего ты ток то считаешь - частоты какие???

частоты 1-2Гц

[navy2000]

Статья из журнала Радио по интересующей вас теме.
[/quote] Автор этой статьи провел экспериментальную работу по исследованию характеристик различных генераторов на микросхемах структуры КМОП. В результате он отобрал несколько наиболее интересных, на его взгляд, вариантов их исполнения, которые мы и представляем вниманию читателей.[quote]
Поможет ответить на некоторые вопросы.

[Валентиныч]

176 серия для спец применения называлась 164

Сдается мне, что 564. Планарная. В золоченых корпусах.

То Voice2001: если генератор реализован на инверторах, можно попробовать обойтись развязывающим диодом на входе одного из инверторов гена. Если в схеме используется логика 2И-НЕ, то еще проще - управлющий сигнал подавать на второй вход вход любого элемента. Конкретнее можно подсказать, только имея перед глазами реальную схему.
На таких низких частотах генератор вполне можно реализовать и на элементах из разных корпусов, даже если они будут расположены на значительном расстоянии друг от друга. Но лучше, все же, высвободить для этого пару элементов из одного корпуса, а функции недостающего элемента передать другому корпусу.

[rv3dll(lex)]

Сдается мне, что 564. Планарная. В золоченых корпусах.

нет 564 (765 - бескорпусная) аналог 561

ещё была 1564 (1561) это примерно аналог 74HC теже 2-6 вольт.


на 1 герце потребление микроамперы.

про диод поддерживаю - поставить его надо на вход первого инвертора
причём от полярности его включения будет зависеть какой полярностью будет гаглушаться генератор.

я смотрю ты поворотники уже лепишь)))))

[Voice2001]

я смотрю ты поворотники уже лепишь)))))

леплю
сегодня вечером буду вживую экспериментировать
схемка ниже на рисунке, состоит из 3-х корпусов:
триггер Шмитта на 74HC14
инверторы на 74HC04
2ИЛИ на 74HC32
частота примерно 1.5-2.5Гц



на 2-х инверторах (триггер и инвертор) и одного 2ИЛИ построен аналог 2И-НЕ. Нижний вход "разрешающий"

[Валентиныч]

схемка ниже на рисунке, состоит из 3-х корпусов:
триггер Шмитта на 74HC14
инверторы на 74HC04
2ИЛИ на 74HC32...

Зачем так сложно? Можно обойтись 1/2 корпуса хххЛА7.

[rv3dll(lex)]

леплю
сегодня вечером буду вживую экспериментировать
схемка ниже на рисунке, состоит из 3-х корпусов:
триггер Шмитта на 74HC14
инверторы на 74HC04
2ИЛИ на 74HC32
частота примерно 1.5-2.5Гц

на 2-х инверторах (триггер и инвертор) и одного 2ИЛИ построен аналог 2И-НЕ. Нижний вход "разрешающий"

1) пиши обозначение (референс десигнатор) D2.1 - первый гейт микросхемы D2
2) а вот подписывать не или и не обязательно (у элемента шмидта есть тоже обозначение - значок гистерезиса)
3) выброси элемент или и самый нижний инвертор а с его входа на первый инвертор генератора поставь диод анодом к инвертору генератора - тогда при подаче на него нуля он откроется и заглушит генератор

[Herz]

Зачем так сложно? Можно обойтись 1/2 корпуса хххЛА7.

Или одним элементом К561ТЛ1 (CD4093). Оставшиеся три пригодятся в стопах.

Сообщение отредактировал Herz - Jul 4 2008, 08:13

[Voice2001]

1) пиши обозначение (референс десигнатор) D2.1 - первый гейт микросхемы D2

так их обозвал микрокап

2) а вот подписывать не или и не обязательно (у элемента шмидта есть тоже обозначение - значок гистерезиса)

значок есть, но в микрокапе нету и поэтому триггер Шмитта похож на обычный инвертор. Потому и подписал все элементы на всякий случай ;)

3) выброси элемент или и самый нижний инвертор а с его входа на первый инвертор генератора поставь диод анодом к инвертору генератора - тогда при подаче на него нуля он откроется и заглушит генератор

интересный способ
но смысла в этом (ИМХО) нет, потому что придется в схему вводить еще диод, а инвертор останется балластом (больше некуда его применить). А в таком виде (как на рисунке) ВСЕ элементы микросхем задействованы и схема полностью функциональна (если верить микрокапу). На практике, надеюсь, узнаем сегодня ночью =)

Зачем так сложно? Можно обойтись 1/2 корпуса хххЛА7

собирал из оставшихся элементов схемы

Или одним элементом К561ТЛ1 (CD4093). Оставшиеся три пригодятся в стопах.

такого не купил, хотя хотел (в список забыл включить). Да и без него обошлось. В стопах использовал 2 инвертирующих триггера

Сообщение отредактировал Voice2001 - Jul 4 2008, 09:25

[muravei]

такого не купил, хотя хотел (в список забыл включить). Да и без него обошлось. В стопах использовал 2 инвертирующих триггера

Весь генератор можно сделать на одном инверторе со шмитом, о чем Herz намякивал.
На со вход резистор на землю и конд. на выход. Глушить диодом.

[Voice2001]

Весь генератор можно сделать на одном инверторе со шмитом, о чем Herz намякивал.
На со вход резистор на землю и конд. на выход.

угу, схемку такую видел

Глушить диодом.

но в данном случае мы добавим в схему еще один диод, а "лишний" ИЛИ и 2шт НЕ будут просто так болтаться. Лучше без диода, а все элементы микросхем пустить в дело
Вот только не смертелен ли для микросхем такой режим, что генератор будет в 3-х корпусах?
Правда "вход" этого генератора на триггере Шмитта сделан, вроде как аналоговый сигнал с конденсатора ему пофиг.

[Валентиныч]

Весь генератор можно сделать на одном инверторе со шмитом, о чем Herz намякивал.

На частоты 1-2 Гц вряд ли... На килогерцы - да, получится. И то, если "чистый" Шмидт использовать, с нормальным гистерезисом. Но в этом случае "глушить одним диодом" не выйдет: заглушить заглушишь, а запустить вторично будет весьма проблемно.

[Voice2001]

собрал наконец генератор как в моем сообщении из 3-х корпусов. Все работает

Сообщение отредактировал Voice2001 - Jul 8 2008, 01:11