En un examen reciente, a un amigo mío se le pidió que analizara y encontrara la frecuencia de oscilación de un oscilador de reloj usando el diagrama de tiempo como se muestra a continuación:
¿Puedealguiendarmeinstruccionessobrecómoatacartalesproblemas?
Lapreguntasedaen
Dejando de responder la pregunta, aquí hay un par de sugerencias importantes.
Hay dos claves importantes en la pregunta que dan las respuestas a esta pregunta.
(1) Cada compuerta tiene un retardo de 30 nS de propagación, de modo que si hay 3 compuertas en serie , ¿cuál es el retardo total entre la entrada y la salida? Esto le dará a la mitad del período de pulso . (el tiempo que se tarda en cambiar de un '0' en la entrada a un '1' en la salida o un '1' en la entrada a un '0' en la salida). Por lo tanto, el período total del oscilador será 2 x 3 x 30 (en nS). Sabiendo el período, puede calcular fácilmente la frecuencia (F = 1 / T) donde F está en Hertz y T en segundos)
(2) Los usos de las puertas son INVERSORES y hay un NÚMERO ODD de inversores en la cadena . Esto significa que la salida es complementaria (es decir, opuesta, negada o desfasada en 180 grados) a la entrada. Esto produce una condición de "carrera" inestable en la lógica. Cuando la salida '1' vuelve a la entrada, esto producirá una salida '0' después del retardo de la puerta. Esto producirá entonces una salida '1' después de otro retardo de puerta y así sucesivamente. Las puertas nunca se asientan en un estado estable. Si se utilizara un NÚMERO INCLUSO de puertas en la cadena de retardo, no habría condición de carrera ni oscilación.
La compuerta final es un búfer simple y simplemente invierte la oscilación y le da otro retraso de 30 nS.
¿No tienes idea de por dónde empezar?
Sugerencia: intente determinar los estados estables lógicos del circuito, es decir, todas las configuraciones posibles de entrada / estado / salida. ¿Cuántos encontraste? Tenga en cuenta que Out (Q3) = In (Q1)
¿Observa algún comportamiento que sea incompatible con el uso típico de la lógica digital?
Dibujando el diagrama de tiempo, una buena manera de comenzar es establecer todas las señales en un determinado valor (por ejemplo, 0) en el momento 0, y ver cómo cambian después.
Una vez que haya hecho eso, ¿cuánto tiempo tarda una señal en viajar a través de los tres inversores y volver?
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