|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Розширювачі імпульсів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору У системах передачі інформації для ослаблення впливу випадкових флуктуацій, а також для керування в пристроях автоматики нерідко потрібно з коротких імпульсів отримувати більш широкі певної тривалості. Це завдання легко реалізується за допомогою мультивібратора (одновібратора), що чекає. Одновібратор є тригерною схемою, яка генерує одиночний імпульс під дією зовнішнього сигналу, що управляє. При цьому мається на увазі, що імпульс, що формується, перевищує тривалість запускаючого. Як правило, застосовують один із двох методів формування імпульсу: аналоговий або цифровий. Найбільш простим є аналоговий – використовується процес перезаряду конденсатора.
Мал. 1.9 Формувач широкого імпульсу з використанням тригера Шмітта Приклад такої схеми показано на рис. 1.9. Для правильної роботи даного одновібратора необхідно, щоб тривалість вхідного імпульсу, що запускає, була досить великою, щоб конденсатор встиг повністю розрядитися. Після закінчення імпульсу, що запускає, конденсатор заряджається через резистор до величини напруги живлення. При цьому, як тільки напруга досягне Uпор - елемент D2.1 перемикається. У цьому випадку тривалість вихідного імпульсу (tі) залежить від номіналів встановлених ємності і резистора під час ланцюга, що задає. Спрощена формула дозволяє орієнтовно розрахувати тривалість імпульсу:
Мал. 1.10. Області допустимих рівнів сигналу на вході МОП мікросхем З урахуванням розкиду значень напруги порога перемикання (Uпор) тривалість імпульсу може приймати значення від tмин=0,4RC до tmax=1,11RC. Зазвичай, в одновібраторах використовуються ЛЕ з одного корпусу (кристала). В цьому випадку розкид Unop виявляється незначним і можна прийняти tі = 0,69 RC. Це співвідношення використовується визначення тривалості імпульсу більшості схем, рис. 1.11...1.18. Епюри напруги пояснюють процеси формування вихідного імпульсу. Схеми, показані на одному малюнку, є аналогічними за логікою роботи і мають ту саму діаграму напруг у контрольних точках.
Рис. 1.11. Одновібратор з одним ланцюгом, що задає час.
Рис. 1.12. Одновібратор на основі RS-тригера
Рис. 1.13. Одновібратор по фронту вхідного сигналу
Рис. 1.14. Одновібратор
Мал. 1.15. Формувачі імпульсу після закінчення дії сигналу, що запускає
Рис 1.16 Формувачі імпульсів
Рис 1.17 Формувачі імпульсів
Рис. 1.18 Одновібратори з двома ланцюгами, що задають час. На відміну від найпростішого варіанта (рис 1.9) схеми наведені на рис. 1.11...1.14 не чутливі до тривалості вхідного імпульсу, через що найбільше широко застосовуються в апаратурі. Схем, рис. 1.9, 1.15 ... 1.17, властива властивість перезапуску, тобто якщо під час формування вихідного імпульсу з'являється черговий запускає, то відлік тривалості імпульсу, що формується, почнеться заново від моменту закінчення останнього запускає. Діоди, що застосовуються в схемах, прискорюють процес перезаряду ємності, що зменшує можливості виникнення імпульсних перешкод на виході ЛЕ. Щоб вихідний опір ЛЕ не позначався точності розрахунку, і навіть не перевантажувався вихід, резистор R1 може бути номіналом щонайменше 10... 20 кОм. Щоб знехтувати під час розрахунків ємністю монтажу, мінімальна ємність С1 може бути 200... 600 пФ. Для отримання високої температурної стабільності часового інтервалу номінал R1 має бути < 200 кОм, а конденсатор трохи більше 1, 5 мкФ. Використання електролітичних конденсаторів підвищує нестабільність часового інтервалу. Для зменшення впливу розкиду значень Unop на тривалість формованого імпульсу можна скористатися схемами з двома ланцюгами, що час задають (рис. 1. 18). Якщо постійні часу обох часзадающих ланцюгів однакові, то при максимальному розкиді значень Unop від 0, 33Uпит до 0,69Uпит зміна тривалості імпульсу, що формується, не перевищує 9%. Виконання одновібраторів на RS-тригері, рис. 1. 19 та 1. 20, дає можливість мати два роздільні входи запуску (по передньому фронту імпульсу), а також відразу отримувати на виходах прямий імпульс та імпульс з інверсією. Ще однією перевагою одновібраторів на RS-тригерах є можливість здійснювати запуск від вхідної напруги, що повільно змінюється.
Мал. 1.19. Очікуючі мультивібратори: а) на D-тригері; б) на JK-тригері; в) з підвищеною стабільністю при зміні харчування
Рис. 1.20. Чекаючі мультивібратори зі збільшеною крутістю вихідних імпульсів а) на D-тригері; б) на JK-тригері Тривалість поданих на вхід S імпульсів, що запускають, повинна бути менше формованого (режим, коли на входах S і R одночасно присутній лог. "1", є забороненим). На вході З тривалість імпульсу, що запускає, може бути будь-який. Діод VD1 прискорює розряд конденсатора через вихід тригера і дозволяє збільшити частоту імпульсів, що запускають (його застосування зменшує час відновлення схеми). Тривалість пульсів, що формуються ним, становить приблизно tі=0,69R1C1. Мінімальне значення опору R1 обмежено максимально допустимим вихідним струмом тригера Його можна змінювати в межах 20 кОм ... 10 МОм, при цьому тривалість імпульсу буде змінюватися в 500 разів. Одночасна зміна значень R1 та С1 дозволяє регулювати тривалості імпульсів у межах чотирьох порядків. Схема на рис. 1.19в забезпечує більш стабільні імпульси при зміні напруги живлення (аналогічну схему можна зібрати і на JK-тригерах). Для збільшення крутості спадів вихідних імпульсів застосовують схеми, показані на рис. 1.20, але в них конденсатори С1 мають бути неполярними. При цьому тривалість імпульсу, що генерується, при тих же значеннях RC-ланцюга, що і в схемах на рис. 1.18 виходить приблизно в 2 рази більше.
Рис. 1.21. Мультивібратор з підвищеною стабільністю. Найкращу стабільність при зміні напруги живлення порівняно з представленими на рис. 1.19 варіантами забезпечує схема одновібратора на двох тригерах, рис 1. 21. Крім того, в цьому випадку підключення навантаження не впливає на тривалість імпульсів, що генеруються. Схема і двох одновибраторов, мають загальний вхід запуску, але які виробляють незалежних виходах імпульси різної тривалості. Імпульси на виході 5 майже не залежатимуть від напруги живлення.
Рис. 1. 22 Схеми формувачів затриманого імпульсу. Універсальний одновібратор, що чекає, можна виконати на спеціально призначеній для цих цілей мікросхемі (рис 1. 22а). В одному корпусі 564АГ1 (1561АГ1) є два одновібратори, що володіють, залежно від комбінації управляючих сигналів на вході, властивістю звичайного запуску по передньому (вхід S1) або заднього фронту (S2), а також при необхідності може перезапускатися. Вхід R є пріоритетним по відношенню до інших входів і встановлює значення сигналу Q = 0 (якщо вхід R не використовується, то підключається +Uпит). Тривалість формованого сигналу (tі, Q=1) задається відповідним зовнішнім RC-ланцюгом: tі=0,5RC для С>0,01 мкФ. Більш точно визначити дозволяє діаграма, що наводиться в довіднику [Л8].
Мал. 1. 23 Мультивібратор на тригері з можливістю перезапуску.
Мал. 1. 24 Мультивібратор з можливістю перезапуску. Якщо потрібно мати перезапуск одновібратора на тригері, у разі надходження чергового вхідного імпульсу під час формування інтервалу, то схема на рис. 1.23 дозволяє збільшити тривалість вихідного імпульсу за рахунок початку відліку з моменту закінчення сигналу, що запускає. Аналогічна схема наведено на рис. 1. 24. Коли на вході діє балка. "0", конденсатор заряджений до величини напруги живлення (лог. "1"). При надходженні імпульсу з тривалістю, достатньої для розряду конденсатора, тригер перекинеться і генерує імпульс. Тривалість цього імпульсу після закінчення дії вхідного сигналу визначається необхідним часом для заряду конденсатора до рівня балка. "1".
Мал. 1.25 Очікуючий мультивібратор з підвищеною крутістю фронту вихідних імпульсів. Схема (рис. 1.25), на відміну від вищенаведеної, дозволяє отримати більш круті фронти у сигналу на виходах тригера Друга перевага цієї схеми полягає в тому, що після закінчення імпульсу, що виробляється, конденсатор швидко розряджається через діод від рівня Uпор замість дозаряду до рівня живлення (Е ) Через це наступний запускаючий імпульс може бути значно коротшим, при збереженні нульового часу відновлення другий метод одержання імпульсу потрібної тривалості пов'язаний з використанням лічильників - цифрових одновібраторів Їх застосовують, коли часовий інтервал повинен бути дуже великим або пред'являють високі вимоги до стабільності формованого інтервалу. від схем, що використовують RC-ланцюги).
Мал. 1. 26 Цифровий одновібратор на програмованому лічильнику. Принцип роботи цифрового одновібратора заснований на включенні тригера вхідним сигналом та відключення через часовий інтервал, що визначається коефіцієнтом перерахунку лічильника. Використання в одновібраторі лічильників з коефіцієнтом поділу, що перемикається, рис. 1.26 дозволяє отримати імпульс будь-якої тривалості. Мікросхема 564ІЕ 15 складається з п'яти лічильників, що віднімають, модулі перерахунку яких програмуються паралельним завантаженням даних у двійковому коді. На завантаження чисел у лічильники потрібно три такти, тому можна встановлювати коефіцієнт розподілу N>3 [Л2].
У таблиці наведено максимально можливі коефіцієнти поділу залежно від значення М. При значеннях М = 0 рахунок заборонено. Сигнал на вході S управляє режимом періодичного (0) та одноразового (1) рахунку. Двійковий код для різних значень модуля М береться з таблиці 1.3 (# - заборона рахунку, х - стан, лог. "0" або "1"). Загальний коефіцієнт розподілу мікросхеми визначається за такою формулою: N=M(1000P1+100P2+10P3+P4)+P5 . При роботі цифрового одновібратора з кварцовим автогенератором тактової частоти забезпечується більш висока стабільність тривалості вихідного імпульсу, що дозволяє застосовувати їх у вимірювальних приладах.
Мал. 1.27. Цифровий одновібратор із підвищеною стабільністю часового інтервалу
Рис. 1.28. Цифровий одновібратор На рис. 1.27 показаний приклад найпростішої схеми отримання імпульсу з допомогою лічильника. Роботу одновібраторів пояснюють діаграми, що показані на малюнках. Загальним недоліком наведених на рис 1.27 і 1.28 схем є випадкова похибка, пов'язана з довільністю фази генератора, що задає у момент запуску. Похибка може становити до періоду тактової частоти та зменшується зі збільшенням частоти генератора та коефіцієнта перерахунку лічильника. Усунути цей недолік дозволяє схема на рис. 1.28 (генератор включається при появі імпульсу, що запускає). У вихідному стані на виході лічильника D2/3 (4) є напруга балка. "1", що забороняє роботу автогенератора D1.1, D1.2. Запускаючий імпульс обнуляє лічильник D2, і його виході D2/3 буде лог. "0" доти, доки він не дорахує до появи на D2/3 лог. "1". Оскільки формування вихідного імпульсу завжди починається з одного й того ж стану генератора, що задає, то виключена випадкова похибка тривалості імпульсу, але ця схема має інший недолік: при включенні живлення вона формує на виході імпульс невизначеної тривалості (у межах заданого інтервалу). Схемі властива властивість перезапуску у разі, якщо під час формування вихідного імпульсу з'являється черговий запуск (відлік тривалості імпульсу, що формується, починається заново).
Рис. 1.29. Одновібратор із синхронізацією тривалості вихідного імпульсу з частотою тактового генератора Схема, показана на рис 1.29 в момент надходження на вхід імпульсу, що запускає, забезпечує на виході сигнал, тривалість якого дорівнює періоду тактової частоти (T=1/fт). При кварцовій стабілізації частоти генератора (fт) схема може використовуватися як високостабільний одновібратор. Публікація: irls.narod.ru
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ BLE модуль для інтернету речей ST Microelectronics SPBTLE-1S ▪ Названо найпотужніше виверження вулкана за останні 7 тисячоліть ▪ Септики виробляють електроенергію зі свого вмісту ▪ Космічний супутник допоможе у боротьбі із посухою ▪ Процесори Intel Core M для гібридних мобільних комп'ютерів
▪ розділ сайту Електробезпека, пожежна безпека. Добірка статей ▪ стаття Ти переміг, Галілеянин! Крилатий вислів ▪ стаття Який кавказький народ частково складається з негрів? Детальна відповідь ▪ стаття Агент із закупівель. Посадова інструкція ▪ стаття Підсилювач на мікросхемі TDA1515, 2х12 ват. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Дзеркала-дразнилки. Фізичний експеримент
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, де Е - напруга живлення схеми; Uпор - рівень порога, що використовується (рис. 1.10) для перемикання елемента.
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page