Stap 2: Theorie (zoals het is) - elektronica
Figuur 1 is de schematisch diagram van het circuit dat de oprichting zal doen en vermenigvuldiging van de golfvormen die hierboven.
Hoe werkt het circuit boven functie? Neem een kijkje op het eerste gedeelte van de oscillator, degene met NAND1, R1 en C1. Het eerste ding op te merken over dit gedeelte is dat de poort van NAND1 heeft haar ingangen toegetreden samen waardoor het fungeren als een eenvoudige Schmitt Trigger-omvormer. Wanneer het circuit wordt aangezet door sluiting schakelaar S1 de output van NAND1 gaat hoog. Dit laadt de condensator C1 door de weerstand R1. Wanneer de spanning op C1 opstaat naar de dorpel van de trigger "logic hoge" van NAND1 de ingangen vervolgens NAND1 schakelaars naar een lage output. De condensator C1 vervolgens lozingen terug door de weerstand R1 totdat de spanning op C1 gaat drempel van NAND1 "logic lage" input, waardoor NAND1 om te schakelen terug aan het hebben van een hoge output. Vervolgens de cyclus herhaalt.
De volgende twee oscillator stadia (NAND2 en NAND3) hebben een soortgelijke operatie behalve dat hun ingangen worden niet samengevoegd zodat ze in omvormers. In plaats daarvan wordt een van de ingangen van elk NAND gebruikt als een "enable" lijn met een signaal uit de eerste fase. Wanneer de "enable" ingangen van NAND2 en NAND3 worden opgeheven dan NAND2 en NAND3 zijn toegestaan oscilleren net als de fase doet NAND1 (maar met verschillende tijd-constanten). Maar als de "enable" ingangen van NAND2 en NAND3 laag gehouden zijn dan hun uitgangen worden gedwongen te hoog zijn, omdat de enige manier die hun uitgangen laag zou gaan zou voor beide ingangen hoog. De waarheidstabel NAND hieronder spreuken het allemaal uit.
Figuur 2 toont de waarheidstabel NAND.
De laatste fase, NAND4, gewoon neemt de tweede en derde fase en vermenigvuldigt hen samen. Het resultaat is een gemoduleerde signaal (vanaf de "Toon" en "modulatie" oscillator circuits) die cycli in- en uitschakelen als de Tribble waren ademhaling. Dit signaal wordt vervolgens doorgegeven, via weerstand R4, op een eenvoudige emitter volgeling versterker die zorgt voor een spreker (Ja Ja, ik weet er wordt verondersteld een diode in parallel met dat inductieve belasting... maar het circuit werkt prima zonder het).
Het laatste aspect van het circuit is de variabele condensator C4 in de derde fase van de oscillator. Deze condensator is toegevoegd in parallel met de C3 en wordt geconstrueerd uit twee platen van koper folie met een comprimeerbare spacer tussen hen. Het doel van C4 is een beetje van 'teken' naar het geluid gemaakt door het speelgoed toe te voegen. Wanneer de folie-platen worden gedrukt samen wordt de kloof tussen hen verlaagd waardoor de capaciteit van C4 (capaciteit is evenredig aan de plaat gebied en omgekeerd evenredig is met de scheiding van de plaat). Verhoging van de gecombineerde capaciteit van C3 en C4 verlaagt de frequentie van de derde fase "Toon" oscillator een beetje. Het effect is klein maar merkbaar.
Het gebruik van logica Schmitt geactiveerd is nodig omdat onze oscillatoren gebouwd in hysteresis dat er vereisen om de vertraging van de vereiste fase in het feedback-lus. De hysteresis is in de vorm van een scheiding tussen de vereiste voor logische Staten voor lage en hoge spanningsniveaus. Gewone CMOS logica heeft overgang van laag naar hoog logica op over het middelpunt van het verschil tussen leveringen en gemalen spanningen. Wanneer een input boven de helft van de voedingsspanning, is dan is het zo hoog wordt geïnterpreteerd. Wanneer een input lager dan de helft van de voedingsspanning is dan het wordt geïnterpreteerd als laag. Schmitt Triggers, aan de andere kant, interpreteren ingangen anders. Om een bijdrage aan het worden beschouwd als hoog moet gaan boven het middelpunt van de spanning, plus de helft van de ingebouwde in hysteresis spanning. En een invoerfilter beschouwd lage moet gaan onder het middelpunt van de spanning minus de helft van de ingebouwde in hysteresis spanning. Het is de hysteresis "dode zone" die het mogelijk maakt trilling.
Een oscillator stadium als één van de drie bovenstaande die werd gemaakt van gewone CMOS logica zou gewoon gaan zitten op het middelpunt van de spanning en niet goed oscilleren (maar het zou nog steeds tekenen huidige). Overwegende dat een gemaakt van Schmitt Triggers als oscilleren zal vereist. Gewone CMOS logica (omvormers, bijvoorbeeld) kunnen worden gemaakt zoals hier gebruikt oscilleren maar extra omvormers/buffers zijn nodig om te compenseren voor het gebrek aan interne spanning hysteresis. Deze extra poorten zou verhogen onze poort tellen dan wat beschikbaar op een enkele 4xxx-serie IC is. Dus we niet dingen die manier, we Schmitt Trigger poorten in plaats daarvan gebruiken.
