Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Диод ИЭь подключенныйй к н синвертирующему входу заперт. В момент времени и (рис. 16.13) вхолной сигнал открывает этот диод, на неинвертируннщв вход подается положительный сигнал, (на ннвертирующем входе остается нулевой сигнал), на выходе ОУ появляегся положительной напряжение. После этого начинается заряд конденсатора С.
Когда напряжение на нем становится больше напряжения Ум = Уж А~! (А~ + Аэ), дифференциальньй сигнал Ун- Уя становится отрицательным и ОУ возвращается в исходное устойчивое состояние. Очередной запускающий импульс можно подавать только после момента времени и. ;-";"ййд.;Генераторы импульсов на интегральных микросхемах таймеров Сброс Триггер Разряд Вылаи елэ, 1 Общий) — 1 — )— Рис.16.14. ИМС таймера 1006ВИ1 При включении источника питания конденсатор разряжен, поэтому на выходе ;" ФФаздится высокий уровень напряжения, транзистор разряда закрыт и конденсатор - '.,Й~ЧНйает заряжаться до у»ит через резисторы я~ и %.
Когда напряжение дости гает , 285. Уаиг, переключается вход «порог» и выходной сигнал переходит в состояние :!:Пинского уровня, одновременно происходит отпирание транзистора йТ1, - .'1зваряжающего конденсатор С на землю через резистор Ал Схема переходит в !:ПСРйлодический режим работы и напряжение на конденсаторе С колеблется между 19 '...,~«4ЧВниями 1!3 и 2М/ииг с периодом Т = 0,.693()с~ + Рг)С вЂ” С выхода снимается колебание прямоугольной формы 215 Таймер 1006ВИ1(аналог ИМС 5 5 5) позволяет создавать генераторы им пуль- ',:':.'йвй"различной формы и одновибраторы.
На рис. 16.14 приведена упрошенная .1: схема 1006ВИ1 Основой схемы является три~ гер с входами установки и сброса, управля::,:;;.~1вгый комп араторами. При подаче сигнала на вход «триггер» выходной сигнал .,:.";,тПтерлеключается на высокий уровень (около Юлит) и остается там до тех пор, -',локрие произойдет переключение входа «порог», в этот момент выходной сигнал "-:;;::йиарает до низкого уровня и тогда включается транзистор, соединенный с ";, йьпюдом «разряд». Вход «триггер» включается при уровне входного сигнала '-!: мййьше 1/3 ствит, а «поро㻠— при уровне входного сигнала больше 2!3 Бяиг Геиерптор прямоугольных сигналов, собранный на ! 006ВИ1, показан на , .;:,~рсЛ6,15 %зит в 5кОм "„'-" я ; Порог Опорное напряжение з оеьк Рис.16.15. Генератор прямоугольных'импульсоа на 1006ВИ1 Генератор пилообразного напряжения может быль создан на основе схемы мультивиоратора на базе таймера при использовании для заряда времязадакндето конденсатора источника тока.
На рис.16.16 показан способ использования для этих целей простого источника тока на р-и-р транзисторе 1гT. Пилообразное напряжение на конденсаторе доходит до напряжения 2/3 (7штн затем быстро спадает (разряд происходит через внутренний разряжающий транзистор е71, вывод 7)до напряжения 123 (тннн далее цикл начинается снова. Для развязки сигнала на конденсаторе (обеспечения независимости цепей заряда-разряда конденсатора и нагрузки) используется буфер на ОУ РА2. Одновибратор легко реализуется на базе мультиаибратора. Для этого необходимо вход нижнего по схеме компаратора (рис.16.! 4) отсоединить от времязадающей +Е,„ выл Рис.16.16.
Генератор пилообразных колебаний 216 .~С плени и использовать его в качестве управляющего входа (рис.16,17, а). В у~Щ~Овившемся режиме напряжение на управляющем входе должно превышать тдД~яг. Запуск одновибратора осуществляется подачей на вход напряжения ;:~вздоре уровня, меньшего 1/3 СЪш -~- с 1 Ума '.". Рис,16.17. Одновибратор на 1006ВИ1 (а) и его временные диаграммы (б) В исходном состоянии триггер таймера сброшен, на выходе устройства ;;лрисутствует низкое напряжение. Транзистор ЧТ! таймера открыт, вследствие :втйго'конденсатор разряжен. Это состояние является устойчивым При кратковременном снижении напряжения на управляющем входе ниже ; у))овня УЗ Упяг в момент г (рис.!6.17, б) компаратор нижнего уровня установит тпштер таймера, который запрет транзистор Ъ'Т ! . На выходе таймера уса ановнз ся Мйвзиустойчивое состояние, при котором его выходной сигнал имеег высокий уз!пвензк Это будет сопровождаться зарядом времязадаюшего конденсатора.
При .зуледичении напряжения на конденсаторе до 2/3 Г!глт комп аратор верхнего уровня ;об!)осит триггер и схема вернется в устойчивое состояние. Очевидно, что для ",нормальной работы одновибратора необходимо, чтобы, во-первых, длительность ,лапусквзошего импульса была больше суммы времени срабатывания компаратора '-:;илржтера, но меньше длительности его выходного импульса. Во-вторых, пауза Жиду приходами двух соседних запускающих импульсов должна быть до отаточЙОйдля полного разряда времязадаюшего конденсатора Одновийратор также может быть реализован на ИМС К155АП (анапе~ ::.:,'Микросхема 74121), которая предназначена для работы с ТТЛ-совместимыми :!:,.Вйгналами. С приходом запускающего импульса напряжение на выходе Д язв!зеходит с низкого уровня на высокий на время, определяемое постоянной "-::: ВРвмеии КС-цепи, подключенной снаружи.
На рис.16.14 показано подключение Вйешиих злементов к ИС К155АГ! Мультивибратор имеет три входа: входы А! и А2 реализуют логическую Фикцию И-НЕ и запускают схему отрицательным фронтом, а вход В запускав~ -)Язльтивибратор через триггер Шгиитта положительным фронтом 217 Рис. 16.18. Одновибратор на ИМС К155АГ1 Длительность входного импульса определяется внешними компонентами: 116.!!) г= ЯС 1п2 0,7 ЯС. 16.4. Генераторы на логических элементах Электрические процессы, в мультивибраторах на транзисторах, операционньа усилителях, логических элементах, аналогичны. Структурно они также строятся по схемам: 2 транзистора по схеме ОЭ или 2ЛЭ с отрицанием типов И-НЕ, ИЛИНЕ, включенных последовательно.
Мультивибратор имеет два временно устойчивых состояния: один ЛЭ !микросхема) закрыт, другой — открыл и наоборот. Параметры времязадаюших ЛС-цепей определяют частоту мультивибратора. Для построения мультивибраторов на потенциальных логических элементах (ПЛЭ) могут использоваться элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Для многовходовых элементов неиспользуемые входы объединяют, однако при этом возрастает входная емкость и уменьшается входное сопротивление, либо подключают их для элемента И-НЕ на Еп, для элемента ИЛИ-НЕ на обшую шину. Принципиальная схема мульти вибратора на элементах И-НЕ приведена на рис. 16.19. Время формирования импульса и паузы определяется постоянными времени заряда конденсаторов Я~С~ и А~Сь разряд происходит через ускоряюшие диоды ЧР1 и ЧР2.
С~ заряжается, когда элемент РРг находится в состоянии логической «1», при этом элемент РР~ — в состоянии логического «0». В момент переключения элемента РР2 в состояние «1», его выходное напряжение УвысРРг=3,5В !для серии К155) будет приложено ко входу РРь т.к. в момент коммутации УС» = О, при этом выходное напряжение элемента РРз УВЫХ»ю падает до 0 В.
В мультиаибраторе имеет место 1-ое временно устойчивое состояние 1РРз в состоянии логической «1», ЕЮ~ — в «0»). По мере заряда конденсатора С~ напряжение на входе РР~ уменьшается и в опредсленный момент времени 218 " ". цтстнгает порогового уровня Улов Ялов 1,5В для серии К155), при котором ;~~~угпереключается в состояние логической «1л, что соответственно переводит , 'вй«вэент.ИЭв в состояние логического «Ол. При этом происходит переход схемы ::; "р 21 ое временно устойчивое состояние. В этом состоянии конденсатор С~ ,эзз1зяжается, а конденсатор Св заряжается с2 Рнс.
16.19. Принципиальная схема мультивибратора на ПЛЭ «И-НЕи и ха Увх Пвых Пвых Рис. 16.20. Осциллограммы работы мультивибратора на ПЛЭ Разряд конденсатора С~ через открытый диод 12)~ происходит быстро, .$6МОму момент следующего переключения определяется достижением , „,ЧгвквЮв=1«лвв. Схема вновь переходит в! -ое временно устойчивое состояние Существует насколько разновидностей генераторов на логических схемах ,На-.рис.16.21 приведены схемы генераторов прямоугольных импульсов с :;:4~'ФММзадаюшей АС-цепью (а) и с времязадаюшим конденсатором (б) Одловибрааор на логических элементах И-НЕ (см. рис.
16.22) можно ,"~~~Мучить из схемы автоколебательного мультивибратора на тех же элементах -К~В -рнс. 16.19), исключив из последней одну времязадаюшую цепочку. Про- 219 Рис.16.21. Генераторы прямоугольных импульсов на логических элементах цессы генерирования импульсов в одновибраторе аналогичны процессам в автоколебательном мультивибраторе. Осциллограммы р~боты одновнбратора приведены на рис.
16.23. Рис, 16.22. Принципиальная схема одновнбратора на ПЛЭ "И-НЕ" Одновибратор имеет одно устойчивое и одно временно устойчивое состояние. В исходном состоянии устойчивого равновесия 1до поступления запускающего импульса) логический элемент2Ю~ закрыт и Увмп равно уровни логической «1». Такое состояние элемента 1Юзобеспечивается подключением к его входу резистора Р~ небольшого сопротивления.
Логический элемент ВР~ открыт высоким уровнем входного напряжения, поступающего на один из его входов. При этом конденсатор С~ разряжен. При подаче на вход схемы в момент времени и отрицательного им-пульса запуска элемент ИЭ» переходит в закрытое состояние и напряжение на его выходе достигает уровня логической «!».
Этот положительный скачок напряжения СЪд» передается через конденспор С~ на вход элемента ВВ6 закрывая его, Напряжение Увым снижается до уровня логического «О». Конденсатор С1 при этом заряжается, напряжение на его обкладках увеличивается, а Ув»»п на резисторе Я~ уменьшается. При У»»ю= У»о»(при 1=-6) происходит опрокидывание одновибратора, как и в автоколебательном мультивнбраторе. На этом заканчивается формирование импульса и одно вибратор переходит в исходное устойчивое состояние равновесия, Длительность выходного импульса и время нахождения схемы во временно устойчивом состоянии определяется постоянной времени заряда конденсатора ЯС.
220 Рис. 16.23. Осциллограммы работы одновибратора на ПЛЭ 16.5. Кварцевые генераторы Генераторы с кварцевыми резонаторами (обычно их называют просто квар.. Невзтями генераторами) применяют тогда, когда необходимо получить колебания . стабильной частоты. Кварцевый резонатор является высо кодо бротным фильтром, ' р~фтотные свойства которого определяются геометрическими размерами и типом Фйдебаиий пластины Применение кварцевых резонаторов позволяет обеспечить относительное -6 9 . Ижвнение частоты, не превышающее 10 — 10, что на несколько порядков лучше еобтйетствую1цих параметров ЕС- и ЯС-генераторов Для изготовления кварцевых резонаторов используют природный или искус- 6)ленный монокристаллический кварц. В нем существуют прямой и обратный ::::Йезоэлектрические эффекты.
Прямой пьезоэффект характеризуется тем, что при ц(йщожении к пластине кварца механического напряжения на обкладках появляется ;::, здеатрический заряд, пропорциональный приложенному напряжению. Обратный ".' 11ьезоэффект сводится к тому, что приложенное к пластине электрическое ':-:",:Эийряжение приводит к возникновению механических напряжений, изменяющих 'ферму и размеры пластины. Механические колебания кварца возможны на . резонансной частоте кварца, опредсляемой его геометрическими размерами Помещая на поверхность кристалла контакты, можно превратить его в схемньщ .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
