디지털공학실험 12장 멀티플렉서를 이용한 조합논리(결과)

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디지털공학실험 12장 멀티플렉서를 이용한 조합논리(결과)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

정 멀티바이브레이터 단안정 멀티바이브레이터(monostable multivibrator) : 두 가지 상태가 있다. 한 상태는 안정되고 다른 상태는 불안정하며, 불안정 상태는 일정 시간이 지나면 자동적으로 안정 상태가 되는 회로로서, 단일 쇼트 (single shot)라 하기도 한다. 그림 1-4는 트랜지스터를 사용한 기본 단안정 멀티바이브레이터 회로이다. 그림 1-4 기본 단안정 멀티바이브레이터 이 회로에서 입력 펄스가 없는 상태에서는 TR1이 R1과 R2에 의해 분압된 전압이 베이스에 가해져서 차단 상태로되고,TR2는 통전 상태를 유지한다.TR2가 차단되면 컬렉터 전류가 흐르지 못하고 컬렉터 전압이 높아져서 +Vcc에 도달되므로 상승 전압이 TR1에 가해져 통전 상태로 된다. 이 때, 충전되어 있던 C1의 전하가 +C1 -> TR1 ?-> -Vcc -> -C1의 경로를 통하여 방전되고,TR2는 다시 통전 상태로 되면서 TR1은 차단 상태로 안정하게 된다.그림 1-5(a)는 단안정 멀티바이브레이터의 기호도이고, (b)는 입출력 파형을 나타낸다. 출력 파형의 하강에너지가 입력 펄스의 하강에너지보다 일정 시간 T만큼 지연되는 것을 알수 있다. 그림 4-5 단안정 멀티바이브레이터의 기호와 입출력 파형
그림 1-5(a) 그림 1-5(b) NAND 게이트를 그림 1-6과 같이 연결하면 단안정 멀티바이브레이터를 구성할 수 있다.
그림 1-6 NAND 게이트 단안정 C2에는 평상시 높게 걸어 준 트리거 입력과 저항 R를 통하여 전달되는 Vcc 때문에 G2의 출력이 낮은 상태(L)가 되어 출력 Q는 0 이된다. 출력 Q가 0 상태이면 Q(부정)는 1 인 상태가 되고, 콘덴서의 양쪽 전압이같으므로 풍전되지 않는다. 트리거 입력이 순간적으로 낮은 상태가 되면 출력 Q는 높은 상태(H)로 변하고, 이것은 Q(부정)를 낮은 상태로 변하게 하여, C를 통해서 G2에 전달된다. 3.쌍안정 멀티바이브레이터 쌍안정 멀티바이브레이터(bistable multivibrator) : 1를 의미하는 세트와 0을 의미하는 리셋의 안정된 두 가지 상태를 유지하는 회로이다.일명 플립플롭(flip-flop)회로라 부르기도 한다. 그림 1-7은 트랜지스터를 사용하여 구성한 쌍안정 멀티바이브레이터 회로이다. 그림 1-7 쌍안정 멀티바이브레이터 이 회로는 트랜지스터가 어느 하나는 통전 상태,다른 하나는 차단 상태로 되도록 한다.입력 I1에서 펄스가 입력되면 TR1은 통전 상태가 되며,TR2는 차단 상태가 되어 출력 Q는 1이 된다. 이 상태는 I2에서 새로운 펄스가 입력되지 않으면 안정된 상태로 지속하게 된다. 이러한 상태에서 I2의 새로운 입력 펄스가 가해지면 TR2가 통전 상태가 되고,TR1이 차단 상태로 바꾸어 출력은 Q (부정)가 되고, 이 상태로 I1에서 새로운 펄스가 입력될 때까지 안정된 상태로 유지하게 된다. 그러므로 I1을 1, I2를 0으로 생각하면 2진수인 1비트를 기억시키는 데에 사용할 수 있다. 4.슈미트 트리 슈미트 트리거 회로(Schmidt trigger circuit): 안정된 두 가지의 상태를 가지고 있고,쌍안정 멀티바이브레이터와 같이 상반된 두 가지의 동작 상태를 가지며, 파형 발생에 사용된다. 입력 전압값에 따라 민감하게 동작하며,낮은 트리거 전압 (LTP: low trigger point)에서 동작하고, 트리거 신호는 서서히 변하는 교류 전압과 같다. 입력 파형은 서서히 변하는 사인 곡선과 같은 파형이고, 출력은 높고 낮은 두 개의 논리 상태를 형성하는 구형파이다. 그림 1-8은 슈미트 트리거 회로의 기본 파형을 보여 주는 것이다.
그림 1-8 슈미트 트리거 회로의 기본 파형 슈미트 트리거 회로는 그림 1-9와 같이 두 개의 트랜지스터로 구성할 수 있다. 이 회로에서 한쪽 트랜지스터가 차 단 상태로 되면 다른 한쪽은 통전 상태로 된다. 입력 전압이 없을 때는 TR1은 차단상태이고, TR2의 베이스에는 TR1의 컬렉터 전압이 두 개의 저항으로 분압되어 걸리므로 포화 상태가 되어 통전 상태가 된다. 입력 전압이 높아지면 TR1이 통전 상태가 되면서 컬렉터 전압이 낮아져서 TR2는 차단 상태가 된다.
그림 1-9 슈미트 트리거 회로 슈미트 트리거 회로는 그림 1-10과 같은 히스테리스 현상이 나타내며, 집적 회로는 SN 7414가 있다. 슈미트 트리거 회로의 출력은 입력과 반대이고, 단안정 멀티바이브레이터와 같이 동작하도록 변경시킬 수도 있다. 이 회로를 그림 1-11과 같이 구성하면 시간 펄스를 발생시키는 회로를 얻을 수 있다. 이 회로는 NAND 게이트 입력이 상한 전압보다 낮으면 출력이 높은 상태에 머무르게 되고 상한 전압에 이르면 출력 전압이 낮아져서 하한값까지 방전되었다가 더시 높은 상태로 전환되는 성질을 이용한 것이다.
그림 1-10. 슈미트 트리거 곡선과 기호
그림 1-11. 슈미트 트리거를 사용한 시간 회로
슈미트 트리거 회로 아래의 내용은 타 게시판에서 옮겨온 내용입니다. 디지탈회로의 기본신호 레벨은 High("1"),Low("0") 그리고 특수하게 High 임피던스 상태 이렇게 세 레벨이 있습니다. 여기서 하이임피던스는 중간값을 의미합니다. 이것은 보통 데이타버스에 있는 신호레벨이죠.. 슈미트 트리거는 1에서 0으로 또는 0에서 1로 신호가 변할때,잡음에 의해서 1인지 0인지를 판별할 수 없을 때를 대비하여 추가하는 회로입니다. 즉, 변하는 시점이 1 ~ 0 사이에 두 개가 존재합니다. 만약 5V회로가 있다면, 0 ~ 0.8 V는 0으로 인식하고, 2.5V ~ 5V는 1로 인식을 합니다. 따라서 중간에 남는 부분(0.8V~2.5V)은 두 개의 Threshold 값이 존재하게 되는 것이죠. 1에서 0으로 변할 때는 0.8V에서 0으로 인식하고, 0 에서 1로 변할때는 2.5V에서 1로 인식하는 것이죠. 대표적으로 쓰이는 TTL Library로 74LS14를 사용합니다. 그리고 이 슈미트 트리거 이론은 이동통신의 기지국간에도 이용됩니다. "히스테리시스특성"에 대해서 아시면 한결 이해하기 쉬울 겁니다.

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