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[电路/定理]

非门振荡器周期计算

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coco7890|  楼主 | 2020-11-17 17:24 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
沙发
HWM| | 2020-11-18 08:04 | 只看该作者
可在下面这个帖子中找:

关于分段线性化的一个例子
https://bbs.21ic.com/icview-2604868-1-1.html?_dsign=7814f96e

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板凳
戈卫东| | 2020-11-18 09:42 | 只看该作者
输出从0翻转到VCC,此时电容另一端的电压是1.5VCC,忽略RS的影响,RF将会使它的电压逐渐下降,如果没有状态翻转,电容另一端的电压最终会到达0,但电路状态会在它到达0.5VCC的时候翻转。
从1.5VCC到0.5VCC,电压变化是遵循RC放电规律的。所以这半个周期的时间=RC * ln(V0/VT)=RC * ln(1.5/0.5), 完整周期再 X 2

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地板
戈卫东| | 2020-11-18 09:51 | 只看该作者
RS的作用并不是保护非门的输入端,而是降低电路功耗。如果没有RS,翻转后电容快速通过输入钳位二极管放电到VCC,会使电路功耗增加。因为CMOS非门输出能力有限,它并没有破坏力,因此非门的输入并不需要保护。

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5
coco7890|  楼主 | 2020-11-18 11:32 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2020-11-18 09:42
输出从0翻转到VCC,此时电容另一端的电压是1.5VCC,忽略RS的影响,RF将会使它的电压逐渐下降,如果没有状态 ...

你这里计算没有1/2VCC条件



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戈卫东 2020-11-18 14:23 回复TA
@coco7890 :大概是因为你的RC电路充放电理解还不够??? 
coco7890 2020-11-18 14:03 回复TA
@戈卫东 :这样计算充电周期没有办法计算了 
戈卫东 2020-11-18 13:22 回复TA
@coco7890 :是对地电位。电容两端电压在±0.5VCC之间摆动。 
coco7890 2020-11-18 12:03 回复TA
应该是电容两端的电压是1.5VCC,不是对地电位 
coco7890 2020-11-18 11:48 回复TA
你说的对的 放电时电容的下端对地电位是 : VCC + 0.5VCC = 1.5VCC , t = -RC ln ( 0.5VCC - 0 ) / (1.5VCC - 0) = RC ln 3 
戈卫东 2020-11-18 11:33 回复TA
0.5VCC,1.5VCC都是从这个1/2VCC来的。。。 
6
xukun977| | 2020-11-18 17:46 | 只看该作者


这个电路,有两个缺陷:

如果这两个非门是两个芯片,这个电路极有可能振荡不起来。
即便振荡起来,振荡频率也有可能远低于预计值。


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7
xukun977| | 2020-11-18 17:50 | 只看该作者


这个电路看着貌似简单,但是事先没有经验,或者没有研究过的人,能正确分析电路工作原理的可能性,很小。
因为里面有个很隐蔽的坑。

大约两年前我写过一个文档的,不知发哪个版面上去了。


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8
coco7890|  楼主 | 2020-11-18 23:26 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2020-11-18 09:51
RS的作用并不是保护非门的输入端,而是降低电路功耗。如果没有RS,翻转后电容快速通过输入钳位二极管放电到 ...


不同芯片的转换阈值

CD4069 ,          VCC = 5V

ViL = 1 V
ViH = 4 V

Tdischg = -RC ln [ (1- 0)/(9 - 0) ] = 2.2RC    ------ 放电周期

Tchg  = -RC ln [ (4 - 5)/(1- 5) ]   = 1.38RC     ------ 充电周期

T = Tdischg + Tchg = 3.58RC


74LS04 / 54LS04 ,   VCC = 5V

ViL = 0.8V
ViH = 2.0V

Tdischg = -RC ln (0.8- 0)/(7 - 0) = 2.17RC

Tchg    = -RC ln (2 - 5)/(0.8- 5) = 0.34RC

T = Tdischg + Tchg = 2.51RC



74HC04 ,   VCC = 5V

ViL = 2.0V
ViH = 3.0V

Tdischg = -RC ln (2- 0)/(8 - 0) = 1.38RC

Tchg  = -RC ln (3 - 5)/(2- 5)   = 0.41RC

T = Tdischg + Tchg = 1.79RC



充放电周期不同
https://tech.hqew.com/news_1122176

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9
HWM| | 2020-11-19 08:17 | 只看该作者
coco7890 发表于 2020-11-18 23:26
不同芯片的转换阈值

CD4069 ,          VCC = 5V

那个式子的条件就是“Vth=Vcc/2”,不同条件结果当然可能不同。

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10
coco7890|  楼主 | 2020-11-19 08:38 | 只看该作者
本帖最后由 coco7890 于 2020-11-19 08:40 编辑
HWM 发表于 2020-11-19 08:17
那个式子的条件就是“Vth=Vcc/2”,不同条件结果当然可能不同。

问题是放电从1.5VCC放到0.5VCC, 充电从0.5VCC充电到哪个电压翻转?

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11
HWM| | 2020-11-19 09:02 | 只看该作者
coco7890 发表于 2020-11-19 08:38
问题是放电从1.5VCC放到0.5VCC, 充电从0.5VCC充电到哪个电压翻转?

这个电路的特点是,Rf C 构成的充放电RC电路两端电压是彼此“上下翻转”的,即Vcc和00和Vcc。当Vcc和0(C端Vcc,Rf端0)时,Rf和C的连接端电压是从1.5Vcc逐渐降至0.5Vcc(这里假设翻转时C已经充入0.5Vcc的电);而当0和Vcc(C端0,Rf端Vcc)时,Rf和C的连接端电压是从-0.5Vcc逐渐升至0.5Vcc。

对于电容C而言,其两端电压是在正负0.5Vcc间变化。

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12
HWM| | 2020-11-19 09:05 | 只看该作者
这个电路是RC两端电压都“上下翻转”,而下帖中的那个RC两端是一端固定另一端翻转

关于分段线性化的一个例子
https://bbs.21ic.com/icview-2604868-1-1.html?_dsign=7814f96e

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13
coco7890|  楼主 | 2020-11-19 09:14 | 只看该作者
HWM 发表于 2020-11-19 09:02
这个电路的特点是,Rf C 构成的充放电RC电路两端电压是彼此“上下翻转”的,即Vcc和0或0和Vcc。当Vcc和0 ...

Rf和C的连接端电压是从-0.5Vcc逐渐升至0.5Vcc


-0.5VCC 是指C的下端电位对地电位差?   这个电压显然不对

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14
HWM| | 2020-11-19 09:24 | 只看该作者
coco7890 发表于 2020-11-19 09:14
Rf和C的连接端电压是从-0.5Vcc逐渐升至0.5Vcc

“-0.5VCC 是指C的下端电位对地电位差?”

是的。

“这个电压显然不对”

没什么不对。如果输出为高(等于Vcc)且电容C已经充电0.5Vcc(电容下端电位是0.5Vcc),那么当输出翻转至0时电容C下端的电压就是-0.5Vcc。

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15
coco7890|  楼主 | 2020-11-19 09:50 | 只看该作者
HWM 发表于 2020-11-19 09:24
“-0.5VCC 是指C的下端电位对地电位差?”

是的。

电容的上端翻转到0V, 下端是0.5VCC,不管是对地电位还是对上端电位差都是 +0.5VCC ,怎么就-0.5VCC ?

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16
HWM| | 2020-11-19 09:59 | 只看该作者
coco7890 发表于 2020-11-19 09:50
电容的上端翻转到0V, 下端是0.5VCC,不管是对地电位还是对上端电位差都是 +0.5VCC ,怎么就-0.5VCC ? ...

输出高(Vcc)时,电容上端是Vcc。如果电容充电到0.5Vcc,那么其下端是0.5Vcc(对地)。此时,输出瞬间跳变到0,你说电容C下端的电压该是多少?

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戈卫东| | 2020-11-19 11:15 | 只看该作者
coco7890 发表于 2020-11-18 23:26
不同芯片的转换阈值

CD4069 ,          VCC = 5V

VIL VIH 跟VTH不是一回事,你搞混了。。。

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18
coco7890|  楼主 | 2020-11-19 11:42 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2020-11-19 11:15
VIL VIH 跟VTH不是一回事,你搞混了。。。

Vth 这只是一个理想值,用来估算的,不可能都是电平从上往下通过0.5VCC和从下往上通过0.5VCC发生翻转,

这个值不可能在同一个电压点



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19
戈卫东| | 2020-11-19 11:45 | 只看该作者
coco7890 发表于 2020-11-19 11:42
Vth 这只是一个理想值,用来估算的,不可能都是电平从上往下通过0.5VCC和从下往上通过0.5VCC发生翻转,

...

VTH是这些器件输入端的“敏感点”,而VIL VIH这些是“保证不敏感的值”,你用VIL VIH当VTH用,结果会相差很大。

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