oscilador de anillo lógico TTL

Supongo que no tiene un osciloscopio y está buscando indicadores visibles de oscilación. Si me equivoco, puedes ignorar lo siguiente.

La respuesta es (sospecho) bastante simple: en ambos casos, el circuito no tenía nada de malo y estaba funcionando bien.

Por supuesto, con los valores RC que tiene (1 kohm / 1 uF) esperaría una frecuencia de oscilación de más de 30 Hz, por lo que el LED en el segundo circuito parecería estar encendido de manera constante.

La prueba para esto es medir los valores del capacitor nuevamente, pero esta vez con el medidor configurado en CA en lugar de CC. Si el circuito realmente no está oscilando, el medidor mostrará 0 voltios, o muy cerca. Si muestra aproximadamente 2 voltios, sabes que está funcionando. Alternativamente, para el segundo circuito, observe el brillo del LED. Ahora desconecte la entrada del disparador Schmitt de Vout y conéctelo a tierra. Si el brillo del LED aumenta, sabes que la unidad LED no estaba encendida el 100% del tiempo y el circuito estaba oscilando.

También, para lo que vale, para frecuencias de oscilador relativamente bajas, todas las compuertas deben ser disparadores Schmitt, como un 74 (HC) 14. Se sabe que las puertas lógicas hacen cosas malas cuando sus entradas varían lentamente.

La primera razón sería si el nodo Vout está atascado en un voltaje intermedio en lugar de 0V o Vcc perfecto. Por lo tanto, para eso los osciladores de anillo generalmente tienen una señal de habilitación y una puerta nand en lugar del primer inversor para definir el estado. Después de algún tiempo, la habilitación se apaga y el circuito comenzará con algunos voltajes de riel en sus nodos.

En tu primer circuito, es como una situación de drenaje abierto, donde intentas descargar el voltaje del nodo sostenido por la resistencia de extracción usando los nMos. Para esto, se supone que el nMos es bastante grande en tamaño (W) para proporcionar el Idrive necesario. Si el nMos es demasiado débil en comparación con la resistencia, es posible que la resistencia gane la contienda y que el nodo nunca se descargue, que es lo que está viendo.

Con respecto a los voltajes que se asientan a 1,8 V, puede ver que el nMos está completamente activado y que la resistencia de recuperación es bastante pequeña (Ron de nMos es bastante comparable al valor de la resistencia de recuperación). Debido a esto, está viendo un posible tipo de circuito divisor entre la resistencia de levantamiento y nMos. Aumentar el valor de su resistencia de subida a uno enorme ayudará, pero el tiempo de carga del nodo aumentará enormemente, lo que no le permitirá obtener un ciclo de trabajo de buena onda cuadrada.

En el tercer circuito, agregar una resistencia de extracción no tiene sentido, ya que siempre puede dimensionar las pMos del inversor y elegir la capacitancia adecuada para obtener la onda de frecuencia requerida. Es posible que deba agregar la serie R con la salida de su inversor (como un circuito RC)

¿Incluso ha mirado el circuito interno del inversor HCMOS (no TTL)? Hay dos grandes diferencias con el transistor N-MOS en el primer circuito, una obvia y otra más sutil.

Elcircuitointerno,comoseindicaenlahojadedatos,constade3etapasdedosinversoresdetransistores.

Primeroestálanaturalezapush-pulldelasalida.Estáhechodeestamanera,porloqueutilizarápocaenergíaencondicionesdeinactividadytambiéncargará/descargarálacapacitanciarápidamente.Porlotanto,susresistenciaspullupnohacennadaútilenparaleloconelP-MOScuandoseeleva:eltransistorconducequizásdecenasdemA,porloquesutapade1uFsecargaráydescargarálosuficientementerápidocomoparadarleunaoscilacióndevarioskHz.Lacorrienterelativamentealta(tantodelatapacomodeldisparo)significaquesufaltadeuncapacitordedesacoplamientoadecuadopodríacausarqueocurrancosasoscilatoriasenmuchosMHz.Coloqueunosciloscopiodecenteallíyveráque"constante 1.8V" es en realidad una oscilación de alta frecuencia (que también ilustra la mejor capacidad de disipador que fuente del inversor).

Más sutilmente, el retardo de 3 compuertas dentro de cada inversor en sí mismo tiene suficiente retardo de fase y mucha ganancia, de modo que es posible todo tipo de modos de oscilación feos. Es por eso que tendrá problemas sutiles si intenta desviar un inversor al modo lineal para crear, por ejemplo, un oscilador Pierce. Use un 74HCU04 que es U nbuffered y solo tiene una etapa .

Si desea hacer que el oscilador de cambio de fase clásico use transistores NMOS discretos o use los transistores en dos CD4007.

Su tercer circuito también tiene la posibilidad de sonar en transiciones si no usa inversores sin búfer.

Otra cosa que podrías probar con tu segundo circuito es mover las resistencias de los pull-ups a las series desde la salida al capacitor. Puede o no "aparecer" para trabajar con su puerta de búfer.