помощь по частоте генератора шмитта

Я видел схему генератора сигналов CMOS Schmitt (т.е. рисунок 2) по следующей ссылке http://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/generators.html . Я попытался смоделировать схему в MULTISIM, используя 40106BD, чтобы получить разные частоты с помощью переменный конденсатор. Дано, что формула для расчета частоты равна 1/(1,2*R*C), но я не правильно получаю частоты, используя эту формулу. Я использую диапазон R как 100K и диапазон конденсаторов от 1 пФ до 1 нФ. Я хочу знать, почему я получаю другую частоту, чем рассчитано. Также как работает эта схема и как мы получаем выражение для частоты.

Не ожидайте, что формула будет точной в отношении частоты. В связанной статье они используют 74LS14, который сильно отличается от 40106. Я предлагаю вам попробовать с конденсатором 10 нФ и резистором 10 кОм, вы получите ожидаемую частоту? Если это сработает, то пошагово измените значения на нужные и посмотрите, где они отклоняются от формулы. Как работает схема, объясняется в предоставленной вами ссылке!
Пожалуйста, ваша связанная статья более внимательно. В разделе CMOS конкретно указано: «Частота колебаний может не совпадать с: (1/1,2RC), поскольку входные характеристики CMOS отличаются от TTL».
@IC_designer_Rimpelbekkie Я попробовал это с 10 нФ и 10 кОм, но все еще не получил частоту в соответствии с формулой. И еще одна вещь для меньших значений, таких как от 1p до 20pf, я получаю равные частоты, скажем, от 11pf до 14pf и от 4pf до 5pf. Я использовал тот же резистор 100K. Это из-за точности моделирования. Если я составлю схему, а затем сниму показания, смогу ли я составить правильную формулу для частоты колебаний?
не говорите: «Я не получаю ожидаемую частоту». Скажите: «Я ожидаю эту частоту, но получаю эту частоту». Почему? Он говорит нам о том, что происходит , а не о том, чего нет. Это дает нам представление о том, находитесь ли вы немного или далеко, высоко или низко, что может дать нам ключ к пониманию того, что не так.

Ответы (1)


Краткое пояснение: С Т заряжается более или менее медленно через р Т пока не достигнет уровня OFF триггера Шмитта-инвертора. Затем выход становится низким и С Т разряжается через р Т пока не будет достигнут нижний уровень включения, и весь процесс начнется снова.

Этот тип генератора называется релаксационным генератором , см., например, в Википедии (параграф о релаксационном осцилляторе на основе компаратора).

Частота может отличаться в зависимости от фактических уровней порогов включения и выключения инвертора Шмитта 40106 (см. техническое описание. Насколько я знаю, эти значения не очень точно указаны и могут немного отличаться. Вероятно, ваша симуляция использовалась разные пороговые уровни, как в описании эксперимента, которое вы указали). Если вы построите эту схему в реальности, будет еще одно отклонение от теории/симуляции, если вы будете использовать небольшие С Т s (всего несколько пФ): сама проводка представляет собой емкость (возможно, 5..20 пФ), которая увеличивает общую емкость.

РЕДАКТИРОВАТЬ:
Расчет частоты:
либо см. пример из статьи Википедии и адаптируйте, либо см., например, здесь :

ф "=" 1 / Т и
Т "=" т 1 + т 2 (где т 1 пора заряжаться и т 2 пора заряжаться)

т 1 "=" т п ⁡ [ ( ( В ты − В 1 ) / ( В ты − В 2 ) ] (время зарядки) и
т 2 "=" т п ⁡ [ ( В 2 − В д ) / ( В 1 − В д ) ] (время зарядки)

(где В ты - верхнее напряжение питания, В д ниже напряжение питания (в вашем случае = 0 В) и В 1 и В 2 нижние и верхние пороги, т постоянная времени р Т С Т )

РЕДАКТИРОВАТЬ:
Определение зависимости от частоты экспериментально:
Из теоретического рассмотрения выше вы знаете, что частота будет функцией емкости следующей формы:

ф ( С ) "=" к С с т р а у + С

Где к и С с т р а у являются постоянными (но пока неизвестными). Если измерить частоту реальной цепи для двух разных известных емкостей С вы получите два уравнения, которые вы можете решить для обеих констант одновременно (или вы можете сделать больше измерений и выполнить подгонку методом наименьших квадратов).

Большое спасибо за помощь. Если я знаю пороги включения и выключения инвертора, смогу ли я вывести формулу для колебаний? Если да, то как это сделать? У меня есть еще одно сомнение, как я упоминал в предыдущем комментарии, я получаю такие же значения для 11pf до 14pf. Практически я получу другую частоту. Я хочу измерить емкость в диапазоне от 1 пФ до 100 пФ, используя эту схему. Итак, согласно тому, что вы сказали, я предполагаю, что это не будет точным методом, даже если я знаю формулу. Пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь.
В статье Википедии показан расчет (последняя строка в абзаце «Пример: анализ дифференциального уравнения релаксационного генератора на основе компаратора»). Имейте в виду, что вы также должны учитывать, что у вас всегда будут паразитные емкости и что пороговые значения могут варьироваться от устройства 40106 к устройству. Таким образом, лучше всего измерить частоту вашей схемы с некоторыми известными емкостями и вывести параметры для вашей формулы частоты (которая будет действительна только для вашей конкретной схемы).
Еще раз спасибо. Это было большим подспорьем. Будет ли лучше вывести формулу, реализовав схему практически с учетом реальных параметров, а не в зависимости от результатов моделирования?
Да, потому что для моделирования вам нужны точные значения порогов и паразитной емкости (и, возможно, также индуктивности). Поскольку вы их не знаете, проще всего измерить частоту реальной цепи, по крайней мере, с двумя разными известными емкостями C, и получить соответствие для модельной функции f (C) = k / (Cs + C), где k и Cs соответствуют параметры, а C — переменная емкость.
Используя уравнение, приведенное в ответе, я получил формулу, в которой нижнее и верхнее пороговые значения равны 1,5 и 3,5 В из таблицы данных. когда я делал моделирование в мультисиме, значения частоты были очень похожи на значения из формулы только для емкости в диапазоне nf. Он не дает правильных значений емкостей в диапазоне пф. Почему возникает эта проблема? Как я могу получить правильные значения, полученные из формулы.
помощь по частоте генератора шмитта
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v