И так, если стабильность проектируемого тактового генератора мы полностью возлагаем на кварцевый кристалл и отказываемся от любых ООС как в питании клока, так и в стабилизации температуры и подстройке частоты, то с формой и амплитудой выходного сигнала придется помудрить.
Логические 0 и 1 это не просто два уровня напряжения 0В и 5В. Оказывается в электронике уровней напряжения в логических элементах восемь (см. рис. для серии TTL) Во-первых, входные и выходные логические уровни отличаются. Во-вторых, появляется зона неопределенности, где достоверно интерпретировать сигнал как логический 0 или логическую 1 невозможно. И наконец, поскольку мы имеем дело с напряжениями, то приходиться учитывать шумы, которые не возможно свести к нулю, хотя бы из-за дискретности электрических зарядов, их теплового движения, неидеальности источника питания и т.д.
Из рисунка видно, что если входной уровень постоянного напряжения лежит в пределах от 0В до 0,5В и на него наложен шум не больше 0,3В, то любой логический элемент TTL серии будет однозначно интерпретировать такой сигнал как логический 0.
Если входной уровень постоянного напряжения лежит в пределах от 2,7В до 5В и на него наложен шум не более 0,7В, то любой логический элемент будет однозначно интерпретировать такой сигнал как логическую 1.
Если же входной сигнал лежит в пределах от от 0,8В до 2,0В и на него наложен шум больше 0,3В, то он вызовет на выходе логического элемента TTL случайную последовательность из логических нулей и единиц. Это значит, что эту область напряжений сигнал от генератора должен проходить с максимальной скоростью.
Из всего выше изложенного вытекают три требования к выходному сигналу лампового генератора:
1. Амплитуда выходного сигнала должна быть больше 2,2В, а сам сигнал должен быть поднят над уровнем нуля не более чем на 2,7В.
2. Уровень пульсаций и шума питающего напряжения лампового генератора должен быть не выше 300мВ минус шумы самой лампы генератора
3. Скорость нарастания и спада сигнала генератора в области от 0,8В до 2,0В должна быть максимальной.
Идеальным сигналом генератора нужно считать идеальный меандр (с бесконечной скоростью нарастания и спада) с амплитудой 2,5В на подставке в 2,5В с нулевым уровнем шума.
Приемлемый сигнал - синусоида амплитудой 2,2В на подставке 2,7В с уровнем шума менее 300мВ.
Хороший сигнал - синусоида или меандр амплитудой 2,5В на подставке 2,5В с уровнем шума менее 300мВ.
|