Étape 1: Théorie (comme il est) - formes d’onde
Pourquoi CMOS ? Circuit haute impédance et très faibles exigences actuelles conduisent à une batterie longue durée et, comme nous le verrons ci-dessous, les parties inférieures des coûts et mieux « caractères » dans le jouet fini. Pourquoi série 4xxx CMOS ? Parce qu’ils peuvent être exécutés à partir d’une alimentation de tension large : de 3 à 18 Volts--juste la chose pour un jouet à l’aide d’une pile de 9V comme une fourniture.
Mis à part ses exigences actuelles extrêmement faibles numérique CMOS fournit quelques autres avantages dans cette application analogique. Tout d’abord, la très haute impédance de CMOS circuits conduit à augmenté « susceptibilité de bruit »--le contraire de l’immunité au bruit--qui est quelque chose que nous voulons dans cette application. Nez sensibilité ajoute du caractère à la Tribble. La très haute impédance et faible fuite interne de CMOS nous permet également d’utiliser les valeurs de petit condensateur et une résistance élevée dans nos réseaux RC. Résistances (d’une précision donnée et de la capacité de dissipation thermique) coûtent généralement le même quelle que soit leur valeur ohmique. Le même n’est pas vrai des condensateurs ; les capacités plus élevées ont tendance à coûter plus cher et être de plus grande taille physique, que les niveaux inférieurs.
Mais peut-être l’attraction principale de l’utilisation de portes CMOS est la satisfaction de savoir que vous utilisez les blocs logiques numériques pour exécuter une tâche analogue. Une corruption de logique... pour ainsi dire.
Certains d'entre vous avez peut-être vu des circuits oscillateurs qui utilisent des convertisseurs simples, et vous pourriez certainement construire nos trois oscillateurs d’un seul onduleur hexagonale IC, mais il vous faudra encore un moyen de la multiplication (et-ing) les sorties ensemble. Pire encore, étant donné que les circuits de l’onduleur nécessitent deux portes par oscillateur ils ne sont pas la manière plus intelligente, parcimonieuse de construire ce jouet particulier. Par conséquent, l’IC que j’ai choisi pour cette version de la Tribble est le quad 4093B 2 entrées NAND Schmitt déclencher. Il peut fournir tous les trois oscillateurs ainsi que faire le multiplier/mélange des signaux.
(En fait, j’aurais utilisé un convertisseur de Trigger de Schmitt hexagonal, le 40106B, si je pouvais trouver un au magasin. Comme je le démontrerai ci-dessous un oscillateur à l’aide d’un Trigger de Schmitt a besoin seulement un seul onduleur. Peut-être je vais faire que l’autre jour parce que c’est encore plus intéressant que la conception actuelle comme un exemple de logique de Micky Mouse et conneries appliquées.)
La figure 1 montre la tension vs graphique des temps des trois signaux que nous voulons mélanger (et le résultat mixte). Traces rouges sont les tensions de RC. Traces bleues sont les sorties des "onduleurs" (en réalité NAND Schmitt Trigers) des étapes.
La figure 2 montre les trois signaux multipliés (AND-ed) ensemble.
Notez que les rapports de fréquence dans les chiffres ne sont pas à l’échelle.
