Метастабильность RS-триггера

Тема в разделе "WASM.ELECTRONICS", создана пользователем Alikberov, 8 мар 2025.

  1. Alikberov

    Alikberov Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    26 июл 2017
    Сообщения:
    54
    Отделил отсюда.

    Итак, занялся сегодня первым практическим опытом по исследованию запрещённого состояния RS-триггера (входы R и S устанавливаются и снимаются одновременно, что в справочниках рекомендуется категорически избегать).

    Сделал эскизы в falstad (можно прослушать звук) и Logisim (симуляция схемы прерывается).

    Сегодня спаял схему, взяв за основу ИМС К155ЛА3 1985 г.
    Переменный резистор в 1,5 кОм выполняет функцию линии задержки, хотя выдаёт неожиданный эффект - баланс между лог "1" и "0".
    С питанием от Power-банка выдаёт частоту в ~25 МГц синусоидой.
     

    Вложения:

    • К155ЛА3.jpg
      К155ЛА3.jpg
      Размер файла:
      1,5 МБ
      Просмотров:
      73
    • oscillograph.jpg
      oscillograph.jpg
      Размер файла:
      2 МБ
      Просмотров:
      73
    • fastad.png
      fastad.png
      Размер файла:
      30,9 КБ
      Просмотров:
      72
    • RS-Trigger.png
      RS-Trigger.png
      Размер файла:
      7,3 КБ
      Просмотров:
      76
    Ahimov нравится это.
  2. Ahimov

    Ahimov Active Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    14 окт 2024
    Сообщения:
    174
    У меня была вот эта бумажная книга. Там сложный матан по теории генераторов. Замкнутые лог схемы являются рециркуляторами с обратной пос". Частоту определяет линия задержки, формируемая паразитными lc, отсюда и возникает синус. Работает как фильтр rlc. Если использовать длинную линию задержки, которые использовались в советских телевизорах, амплитуда будет многократно возрастать из за интерференции.
     
    Последнее редактирование: 8 мар 2025
  3. Alikberov

    Alikberov Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    26 июл 2017
    Сообщения:
    54
    К сожалению, высшего инженерного и математического образования не имею: Принцип работы биполярного транзистора для меня является загадкой.:skull:
    В цифровой сфере, где всё бинарное и главное правило - один выход на сотни входов, как бы всё просто - от этого и отталкиваюсь.:superman2:
    Как раз я стараюсь всю аналоговщину в любых её проявлениях исключить.

    P.S.: На очереди ещё два опыта: На К155ТВ1 и на К176ЛА7.
    (Хорошо было бы на К500ЛМ102 или К500ТМ131 ещё попробовать, но подобные ИМС ещё отыскать нужно.:search:)
     
  4. Ahimov

    Ahimov Active Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    14 окт 2024
    Сообщения:
    174
    Но я ведь не просто так дал линк на книгу, это по сей теме и хороший годный учебник. Впрочем если вам суть не интересна, не знаю.. паяйте дальше.

    В линии идут отражения, для этих целей я даже использовал коаксил кабель очень большой толщины, использовался на промке в очень мощной твч установке для непрерывного изготовления шовных труб)
     
    Последнее редактирование: 9 мар 2025
  5. Alikberov

    Alikberov Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    26 июл 2017
    Сообщения:
    54
    За линк спасибо! У отца такой книжки нет.
    Суть подобных эффектов и стимулирует меня практически что-то делать, так как диод Чуа - некий условный радиоэлемент.
    Тогда как RS-триггер - довольно стабильная единица памяти и понятная.
     
  6. Ahimov

    Ahimov Active Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    14 окт 2024
    Сообщения:
    174
    Вот зачем нужно было. Страница 19. Пришлось немного поискать, тк забыл название :)

    Пусть старенькие доки, но сейчас такое не пишут. Ну и к слову инде фигню всякую не читает :sarcastic:
     
    Alikberov нравится это.
  7. aa_dav

    aa_dav Active Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    24 дек 2008
    Сообщения:
    525
    Это же вроде получается как бы частный случай https://ru.wikipedia.org/wiki/Мультивибратор с "короткими плечами".
    Первая логическая схема которую собирал в детстве.
    Симулятор звука подпрыгивающего на чугунной плите металлического шарика.
     
  8. Alikberov

    Alikberov Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    26 июл 2017
    Сообщения:
    54
    Да, это и есть "частный случай".
    Только с одним маленьким нюансом: Длина цепей определена самой технологией ИМС и схема работает в режиме ждущего мультивибратора.
    В идеале, конечно, нужно использовать ТР2, ТМ2 или ТВ1, так как там все ключевые цепи - технологические.
    Ещё лучше - ЭСЛ, так как там выходы комплементарные с минимальной задержкой. Но с ЭСЛ работать сложнее.
     
  9. Alikberov

    Alikberov Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    26 июл 2017
    Сообщения:
    54
    Кстати, для подобных исследований подходит ряд ИМС разного назначения. Среди которых - сумматоры (например, ИМ3).
    Так, если СУП служат для ускорения операций в вычислительных узлах, то всё это в целом - также можно использовать.

    Обычно справочники предоставляют данные с параметрами задержки распространения сигнала от изменяемых входов до выхода.
    Тем самым, если на входах данные изменять быстрее, что не рекомендуется для обеспечения стабильной работы, то на выходе будем иметь почти рандомное состояние.

    Так, в главе 7.3.4. «Анализ производительности» книги «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера» указывается, что производительность однотактового процессора ограничивается скоростью выполнения команды с самой большой задержкой.
    Получается, если игнорировать подобные команды или ограничиваться в их использовании, частоту можно слегка привысить. То есть, ничего страшного и не произойдёт, лишь разрушится программная логика кода в некоторых местах.

    Таким образом, аналогично как и с триггерами, из сумматора тоже можно сделать "мультивибратор" - "генератор случайных чисел".
    Или же использовать тройку сумматоров с мажоритарным селектором для оценки "добротности" ИМС в подобном рабочем режиме.

    DeepSeek и ChatGPT говорят, что на подобном принципе можно строить спайковые нейросети.
    То есть, в "народном хозяйстве" практическое применение найти можно.

    P.S.: Идеально - можно было бы построить матрицу с ячейками на подобных элементах, которая будет обладать экстрасенсорной метачувствительностью.
    Но это - не очень бюджетное направление.
     
  10. Alikberov

    Alikberov Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    26 июл 2017
    Сообщения:
    54
    Провёл сегодня повторный эксперимент c использованием неодимового магнита - ноль реакции: Идеальный синус.
    Однако, пока переменный резистор крутил, сорвал пайку и получил обрыв с интересным эффектом: Появилась реакция на магнитное поле, словно датчик Холла!
    Частота упала до сотен кГц и много шума.

    Правда, эффект был недолгим, пока цепь окончательно не нарушилась. После пропайки эффект пропал.

    P.S.: Есть идея использовать К155ТМ7 (идеально для опытов) или цифровой оптрон типа 6N137.
     
    Последнее редактирование: 15 мар 2025
  11. Ahimov

    Ahimov Active Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    14 окт 2024
    Сообщения:
    174
    Alikberov,

    > реакция на магнитное поле

    Как то помпу решил сделать, обычный винт и датчики холла для реверса. Обычные которые в любом приводе cd etc, те что крестом включаются. Долго не мог понять что не так со схемой, при горизонтальном положении она работала, но при наклоне сбоила. Оказалось что эти сенсоры при повышенном напряжении начинают реагировать на магнитное поле планеты. А есчо не экранировалось стальным листом.

    > Есть идея использовать К155ТМ7

    Наверно это можно в симуляторах всё проверить, мультисим ?
     
  12. Alikberov

    Alikberov Member

    Публикаций:
    0
    Регистрация:
    26 июл 2017
    Сообщения:
    54
    В симуляции ничего интересного.
    В Atanua тоже ничего хорошего.
    rs-trigger_atanua.png

    Например, в эмуляторах ИМС Динамического ОЗУ никак не эмулируется - только Статика.
    Хотя, на своём ПК я отключаю циклы ПДП на несколько секунд и наблюдаю интересные эффекты разрушения данных. В эмуляторах это просто нереально! Но моя утилита работает только в ручном режиме, а автомат - не знаю пока, как написать.

    P.S.: Вчера купил К155ТМ7 - теперь удобное время нужно для пайки.