Lógica digital con comentarios

Con circuitos lógicos combinacionales y de puerta simple, existe un estado de salida definido para cualquier estado de entrada dado. Tome la tabla de verdad de una puerta OR, por ejemplo:

Para cada una de las cuatro combinaciones posibles de estados de entrada (0-0, 0-1, 1-0 y 1-1), hay un estado de salida definido e inequívoco. Ya sea que estemos tratando con una multitud de puertas en cascada o una sola puerta, ese estado de salida está determinado por las tablas de verdad para las puertas en el circuito, y nada más.

Sin embargo, si modificamos este circuito de puerta para dar retroalimentación de señal desde la salida a una de las entradas, comienzan a suceder cosas extrañas:

Sabemos que si A es 1, la salida debe ser 1 también. Tal es la naturaleza de una puerta OR:cualquier entrada "alta" (1) fuerza la salida "alta" (1). Sin embargo, si A es "bajo" (0), no podemos garantizar el nivel lógico o el estado de la salida en nuestra tabla de verdad.

Dado que la salida se retroalimenta a una de las entradas de la puerta OR, y sabemos que cualquier entrada 1 a una puerta OR hace que la salida sea 1, este circuito se "bloqueará" en el estado de 1 salida después de que A sea 1. Cuando A es 0, la salida podría ser 0 o 1, ¡dependiendo del estado anterior del circuito!

La forma correcta de completar la tabla de verdad anterior sería insertar la palabra pestillo en lugar del signo de interrogación, lo que muestra que la salida mantiene su último estado cuando A es 0.

Cualquier circuito digital que emplee retroalimentación se denomina multivibrador . El ejemplo que acabamos de explorar con la puerta OR fue un ejemplo muy simple de lo que se llama un biestable multivibrador. Se llama "biestable" porque puede mantenerse estable en uno de dos posibles estados de salida, 0 o 1.

También hay monoestables multivibradores, que tienen solo uno estado de salida estable (ese otro estado es momentáneo), que exploraremos más adelante; y astable multivibradores, que no tienen un estado estable (oscilando hacia adelante y hacia atrás entre una salida de 0 y 1).

Un multivibrador astable muy simple es un inversor con la salida retroalimentada directamente a la entrada:

Cuando la entrada es 0, la salida cambia a 1. Esa salida 1 se retroalimenta a la entrada como un 1. Cuando la entrada es 1, la salida cambia a 0. Esa salida 0 se retroalimenta a la entrada como un 0, y el ciclo se repite.

El resultado es un oscilador de alta frecuencia (varios megahercios), si se implementa con una puerta de inversor de estado sólido (semiconductor):

Si se implementa con lógica de relé, el oscilador resultante será considerablemente más lento, ciclando a una frecuencia dentro del rango de audio.

El timbre o vibrador El circuito así formado se usó ampliamente en los primeros circuitos de radio, como una forma de convertir la potencia de CC constante de bajo voltaje en potencia de CC pulsante que luego podría incrementarse en voltaje a través de un transformador para producir el alto voltaje necesario para operar los amplificadores de tubo de vacío. .

Los ingenieros de Henry Ford también emplearon el circuito del zumbador / transformador para crear un alto voltaje continuo para operar las bujías en los motores de automóviles Modelo T:

Tomando prestada la terminología de los viejos circuitos de zumbadores mecánicos (vibradores), los ingenieros de circuitos de estado sólido se referían a cualquier circuito con dos o más vibradores conectados entre sí como un multivibrador . El multivibrador astable mencionado anteriormente, con un solo "vibrador", se implementa más comúnmente con múltiples puertas, como veremos más adelante.

Los multivibradores más interesantes y más utilizados son los biestables, por lo que los exploraremos en detalle ahora.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de circuitos de pestillo