Fallos en el oscilador de anillo basado en puertas lógicas discretas

Construí un oscilador de anillo a partir de puertas lógicas discretas como en el siguiente esquema:

oscilador de anillo

Consta de 6 inversores/puerta NOT ( SN74LVC1G04 @U12-17) y una puerta NAND ( SN74LVC1G00 @U11) para que el circuito se pueda restablecer.

Schmitt Trigger

Además de eso, agregué un disparador Schmitt (SN74LVC1G17@U19) para limpiar la salida y un botón para restablecer el circuito.

A primera vista, el circuito parece funcionar. Aquí está la salida de CHAIN1 (amarillo) y CHAIN1_OUT (azul, salida del disparador Schmitt) en mi osciloscopio:forma de onda sin fallos

Sin embargo, este circuito a veces falla como se captura a continuación:forma de onda de falla

Estos fallos aparecen a intervalos irregulares (~cada 30-100 ciclos). ¿De dónde vienen estos fallos y cómo se pueden solucionar?

Uno tiene que preguntarse si provienen de algo que no pretende ser y que no se representa como parte del experimento. Sin embargo, dos preocupaciones obvias son la falta de condensadores de derivación en las fuentes de alimentación lógicas y la presencia de los LED. A menos que alguien lo haya convencido de que esos LED son una parte crítica del circuito (que no parece serlo), es posible que desee eliminarlos, ya que su codo no lineal complica sustancialmente la salida. La interacción con la falta de condensadores de derivación podría ser particularmente interesante.
¿ Cuál es exactamente el instrumento utilizado para capturar esto? La falta de metadatos en la trama hace que parezca una especie de cuasiscopio basado en PC o salida de datos de uno convencional. ¿El instrumento es realmente de calidad profesional y se sabe que está libre de errores?
Mi suposición: la sonda de su osciloscopio se resbaló.

Respuestas (1)

Esto es una suposición. Su circuito tiene una ruta de retroalimentación inesperada a través de los rieles de la fuente de alimentación. No ha insertado los condensadores de desacoplamiento adecuados, hay un ruido sustancial en los pines de voltaje de funcionamiento de los circuitos integrados debido a los altos picos de corriente que se pueden esperar debido a las señales de entrada lógicas que cambian lentamente.

POR CIERTO. para obtener resultados confiables, debe usar componentes dentro de sus áreas de operación especificadas. Las puertas lógicas no deben usarse con señales de entrada lentas. Pueden comportarse de manera impredecible incluso sin un voltaje de operación súper ruidoso cuando la entrada está en un rango indefinido. No pretendo que nadie tenga funcionando sus circuitos fuera de especificaciones, por ej. He utilizado con éxito el inversor CMOS como amplificador lineal, pero he tenido suerte.