Paso 2: Teoría (como es) - electrónica
La figura 1 es el diagrama esquemático del circuito que va a hacer la creación y multiplicación de las formas de onda que se muestra arriba.
¿Cómo funciona el circuito por encima de la función? Tome un vistazo a la primera sección de oscilador, la NAND1, R1 y C1. Lo primero a destacar en esta sección es que la puerta NAND1 tiene sus entradas se unió a lo que es actuar como un simple inversor Schmitt Trigger. Cuando el circuito está encendido por cierre interruptor S1 la salida de NAND1 va alta. Esto carga el condensador C1 a través del resistor R1. Cuando el voltaje en C1 pone de pie en el umbral de disparo de la "lógica del alta" de entradas de NAND1 entonces NAND1 interruptores a una salida de baja. El condensador C1 entonces descargas a través del resistor R1 hasta que el voltaje en C1 umbral de NAND1 "lógica bajo" entrada, causante de la NAND1 volver a tener un alto rendimiento. Entonces el ciclo se repite.
Las siguientes dos etapas del oscilador (NAND2 y NAND3) tienen una operación similar, salvo que sus entradas no se unen juntos para convertirlos en inversores. En su lugar una de las entradas de cada NAND se utiliza como una línea de "activar" con una señal proveniente de la primera etapa. Cuando son altas las entradas de "activar" NAND2 y NAND3 entonces NAND2 y NAND3 pueden oscilar como la NAND1 etapa hace (pero con constantes de tiempo diferentes). Pero cuando las entradas de "activar" NAND2 y NAND3 se llevan a cabo bajo sus salidas son obligados ser alta ya que la única manera que los resultados podrían ir bajo sería para que ambas entradas a ser alta. La tabla de verdad NAND abajo lo explica todo.
La figura 2 muestra la tabla de verdad NAND.
La etapa final, NAND4, simplemente toma las etapas segunda y terceros y los multiplica juntos. El resultado es una señal modulada (a partir de los circuitos de oscilador de "tono" y "modulación") que enciende y apaga como si se respira el Tribble. Esta señal se pasa, a través de la resistencia R4, a un amplificador seguidor de emisor simple que lleva un altavoz (sí sí, ya sé que se supone que es un diodo en paralelo con la carga inductiva... pero el circuito funciona bien sin él).
El último aspecto del circuito es el condensador variable C4 en la tercera etapa de oscilador. Este condensador se agrega en paralelo con C3 y se construye de dos hojas de lámina de cobre con un espaciador compresible entre ellas. El propósito de C4 es añadir un poco de "carácter" el sonido hecho por el juguete. Cuando las placas de lámina se exprimen juntas la brecha se reduce y que aumentará la capacidad de C4 (la capacitancia es proporcional al área de la placa e inversamente proporcional a la separación de la placa). Aumentando la capacitancia combinada de C3 y C4 disminuye un poco la frecuencia del oscilador del tercer "tono" de etapa. El efecto es pequeño pero sensible.
El uso de la lógica ha disparado Schmitt es necesario porque nuestros osciladores requieren la construcción de histéresis que tiene para tener el retraso de fase necesaria en el circuito de retroalimentación. La histéresis es en forma de una separación entre los niveles de voltaje requeridos para Estados lógicos de altos y bajos. Ordinario lógica CMOS tiene transición de lógica de bajo a alto en sobre el punto medio de la diferencia entre los voltajes de fuente y tierra. Cuando una entrada es superior a la mitad la tensión de alimentación entonces se interpreta como alta. Cuando una entrada es inferior a la mitad la tensión de alimentación entonces se interpreta como baja. Disparadores de Schmitt, por el contrario, interpretar diferentemente entradas. En orden para una entrada a considerarse alta debe ir por encima del punto medio de la tensión más de la mitad de la tensión de histéresis. Y para que una entrada a considerar bajo debe ir por debajo del punto medio de la tensión menos de la mitad de la tensión de histéresis. Es la histéresis "zona muerta" que permite la oscilación.
Una etapa de oscilador como uno de los tres descritos anteriormente se hizo de la lógica CMOS ordinario sería simplemente establecerse el punto medio de la tensión y no oscilar correctamente (pero aún dibujaría actual). Considerando que uno de los disparadores de Schmitt oscilará como necesaria. Ordinario lógica CMOS (inversores, por ejemplo) a oscilar como aquí se puede hacer pero búferes de inversores adicionales son necesarios para compensar la falta de histéresis de la tensión interna. Estas puertas adicionales aumentaría nuestra puerta cuenta más allá de lo que está disponible en un IC de la serie 4xxx sola. Por lo que no hacemos las cosas de esa manera, vamos a usar puertas de disparador de Schmitt en su lugar.
