Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Burr-Brown/D19790301Elc037.shtml

К/МОП-генератор импульсов с коэффициентом заполнения 50%

УДК 621.373.54

Олшевски
Фирма Burr-Brown Research Corp. (Тусон, шт.Аризона)

В. Olschewski. C-MOS oscillator has 50% duty cycle, p. 118.

Самовозбуждающиеся мультивибраторы, выполненные на К/МОП-вентилях, имеют один существенный недостаток — из-за изменения порогового напряжения переключения каждого вентиля (VTH) коэффициент заполнения выходных импульсов у них может изменяться в пределах от 25 до 75%. Однако эти изменения напряжения VTH могут быть скомпенсированы, и при добавлении к основной схеме мультивибратора еще одного К/МОП-инвертора и трех резисторов могут быть обеспечены симметричные прямоугольные колебания на выходе. Комбинация вентиля и резисторов позволяет реализовать отрицательную обратную связь, которая осуществляет компенсацию изменений напряжения VTH.

Обычная схема (а) самовозбуждающегося мультивибратора, выполненная на К/МОП-вентилях, имеет неопределенное значение коэффициента заполнения импульсов
Обычная схема (а) самовозбуждающегося мультивибратора, выполненная на К/МОП-вентилях, имеет неопределенное значение коэффициента заполнения импульсов из-за изменения пороговых напряжений вентилей. Создание второй цепи отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель Ai, путем введения дополнительного инвертора А3 и трех резисторов (б) обеспечивает установку точек переключения усилителей Ai и А2, равных половине напряжения питания, вследствие чего коэффициент заполнения выходных импульсов получается равным 50% и выходной сигнал имеет симметричную прямоугольную форму.

На рисунке приведена обычная схема самовозбуждающегося мультивибратора (а). Эта схема генерирует импульсы с частотой повторения f=1/2*RTCT, которая почти не зависит от типа используемых вентилей, но коэффициент заполнения импульсов в этой схеме представляет собой неопределенную величину, поскольку изменения напряжения VTH могут достигать 40% от VDD/2 и иметь любой знак. (Здесь VDD — напряжение питания.) Если требуется получить симметричные импульсы с коэффициентом заполнения 50%, то либо после данной схемы необходимо ставить триггер, срабатывающий по переднему фронту входных импульсов, либо каждая схема должна быть индивидуально подстроена при помощи двух потенциометров и диода (см. бюллетень по применению ICAN-6267 фирмы RCA).

От этих недостатков свободна схема (б). Инвертор А3 используется для создания второй цепи отрицательной обратной связи, охватывающей вентиль А1 (Главную цепь обратной связи образует для сигнала резистор RT.) A3 работает в режиме с низким коэффициентом усиления при замкнутой обратной связи подобно операционному усилителю, работающему в линейной части характеристики. В результате этого инвертированное пороговое напряжение вентиля А3 может быть просуммировано с напряжением отрицательной обратной связи и подано на вход усилителя А1. Если отношение RF/RI равно отношению RC/RT, может быть получена полная компенсация ошибок, обусловленных изменением пороговых напряжений усилителей A1 и А3. Здесь предполагается, что усилители A1 и А3 вместе с усилителем А2 расположены в одном корпусе и их пороговые напряжения VTH фактически равны.

Поскольку коэффициент усиления инвертора А3 должен быть установлен таким, чтобы его выходной каскад не попадал в режим насыщения при изменениях порогового напряжения VTH на ±40%, сопротивления резисторов должны быть подобраны из условия выполнения равенства RI/RF = 2,33. В то же время правильное значение коэффициента усиления для А3 обеспечивается, когда соблюдается равенство RGRI = RFRT. Если в дачной ситуации пренебречь влиянием паразитных и входных емкостей, рабочая частота мультивибратора будет равна f=1/RTCT и коэффициент заполнения выходных импульсов составит 50%.

Следует отметить, что рабочая частота приведенной здесь схемы равна 20 кГц и в два раза превышает частоту обычного самовозбуждающегося мультивибратора при тех же значениях емкости СT и сопротивлений Rt и Rs из-за влияний второй цепи обратной связи.

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 52, No.05 (557), 1979г - пер. с англ. М.: Мир, 1979, стр.61

Electronics Vol.52 No.5 March 1, 1979 A. McGraw-Hill Publication

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Из опыта разработчика





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Burr-Brown/D19790301Elc037.shtml