Elektroniska Tribble, "Fuzzy Logic" typ (1 / 15 steg)

Steg 1: Teori (som är det) - vågformer

Som nämnts ovan, denna version av den elektroniska Tribble består av tre enkla oscillator kretsar: huvudsakliga "ton", modulering och "andas cykel". Huvudsakliga tonen är på några hundra Hertz, moduleringen är på ett par dussin Hertz och andning cykeln är på cirka en tredjedel av Hertz. Oscillatorerna är gjorda av en form av CMOS gates och enkla RC nätverk.

Varför CMOS? Hög krets impedans och mycket låga nuvarande krav leder till lång batteritid och, som vi ska se nedan, nedre delarna kostar och bättre "karaktär" i den färdiga leksaken. Varför CMOS 4xxx serien? Eftersom de kan köras från en bred spänningstillförsel: från 3 till 18 volt--just sak för leksaker med ett 9V batteri som leverans.

Bortsett från dess extremt låga nuvarande krav ger digitala CMOS några andra fördelar med denna analoga ansökan. Extremt hög impedans av CMOS kretsar leder till ökade först, "buller känslighet"--motsatsen till buller immunitet--vilket är något som vi vill i denna ansökan. Näsa känslighet lägga till Tribble. Extremt hög impedans och låg inre läckage av CMOS också tillåter oss att använda små kondensator värden och höga motstånd i våra RC-nät. Motstånd (av en given precision och thermal skingra förmåga) kostar i allmänhet densamma oavsett deras ohmsk värde. Samma gäller inte kondensatorer; de högre kapacitanser tenderar att kosta mer, och vara av större fysiska storlek, än de lägre.

Men kanske den största attraktionen med att använda CMOS gates är tillfredsställelsen av att veta att du använder digital logik block för att göra en analog uppgift. En korruption av logik... så att säga.

Några av er kanske har sett oscillator kretsar som använder enkla växelriktare, och du kan säkert bygga våra tre oscillatorer från en enda hex inverter IC, men då skulle du fortfarande behöver ett sätt att multiplicera (och-ing) utgångarna tillsammans. Värre, eftersom inverter kretsar kräver två utfärda utegångsförbud för per oscillator de är inte det mest smart, sparsamma sättet att bygga detta viss leksak. Därför IC som jag har valt för denna version av Tribble är 4093B quad 2-input NAND Schmitt utlösa. Det kan ge alla tre oscillatorer samt göra multiplicera/blandning av signalerna.

(Faktiskt, jag skulle ha använt en hex inverter Schmitt-Trigger, 40106B, om jag kunde ha hittat en i butiken. Som jag ska Visa Nedan en oscillator med en Schmitt-Trigger behöver endast en enda inverter. Kanske ska jag göra det en annan dag eftersom det är ännu mer intressant än den nuvarande designen som ett exempel på Micky mus logik och tillämpad bullshit.)

Figur 1 visar spänningen vs. Tidsgraf för de tre signaler vi vill blanda (och det blandade resultatet). Rött spår är RC spänningar. Blå spår är utgångarna från "växelriktare" (faktiskt NAND Schmitt Trigers) av arrangerar.

Figur 2 visar de tre signaler multiplicerat med (och-ed) tillsammans.

Observera att frekvensen nyckeltalen i siffrorna inte skala.