Импульсные устройства на микросхемах (944139), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Сопротивление резистора ((1 может быть в пределах 5...30 кОм. Для резистора В2 допустимые значения 10 кОм<((2(0,7))яаВ1, но не более 2 мОм. Поскольку параметры транзистора зависят от температуры среды, длительность выходного импульса также имеет температурную зависимость. Разброс параметров отдельных экземпляров транзисторов таиже влияет на точность выходного импудьса. При монтаже микросхемы следует учитывать, что выводы для подключения времязадающей цепи связаны с внутренними аналоговыми эле. ментами и поэтому чувствительны к внешним воздействиям.
Для уменьшения влияния помех рекомендуется размещать времязадающую цепь возможно ближе к этим выводам, а также подилючать развязывающий конденсатор емкостью 0,1...1 мкФ непосредственно к выводам питания микросхемы. Минросхема К155АГЗ, а также сходная с ней по устройству К555АГЗ, содержит два одинаковых по параметрам одновибратора, связанных только общим питанием. Условное изображение микросхемы и логическая структура одного вибратора показаны на рис. 4.б. а) Ууегглд б Рнс. 4.6.
Микросхема К155АГЗ: а — логическая структура одного одновибратора; б — условное граФическое обоаначе. иие; е — временные диаграммы работы !Управления по входу В и входу 5РП В отличие от одновибратора К155АГ! одновибраторы микросхемы К155АГЗ и К555АГЗ могут работать в режиме повторного запуска и допускают прерывание выходного импульса. Запускать одновибратор можно как фронтом (со входа В), так и срезом (со входа А) входного импульса. Вход ЗК может быть использован для запусна нли прерывания выходного импульса согласно таблице переключений (табл. 4.2).
Т а б л и ц а 4.3. Таблица переключений микросхемы К561АГ! Т а б л и ц а 4.2 Таблица переключений одновнбратора микросхем Д155А Га и К556А ГЗ Выход Вход В кок Выход Регхнм Примечание зн А В А В Устой- чивое состо янке > Х состояние Х Х 1. Н 1. 1. Н Н Н Х Н Х Х Н Х Х ) Н Запуск Н ! Н П П П Н П П Н Преры- вание (сброс) Преры. ванне (сброс) Х ! Н Х Х Действие прерывающего импульса иллюстрирует рис. 4.6,в. С прихо. дом иа вход ЯК импульса низкого уровня формирование импульса одно- вибратором прекращается и на выходе () устанавливается низкий уровень.
Для микросхемы К!55АГЗ емкость времязадающего конденсатора С! не лимитирована. Сопротивление времязадающего резистора К! может быть в пределах от 5 до 50 кОм. Длительность импульсов выходного напряжения (без повторного запуска) при С1)1000 пФ можно определить по формуле: ти-0,28ИС1(1+0,7/К!), (4.2) где С1 — в пикофарадах; К! — в килоомах; т — в наносекундах. Расчет упрощается, если воспользоваться номограммой на рис. 4.7. Рекомендуемые способы подключения времязадающей цепи к одновибраторам микросхемы К!55АГЗ показаны на рис. 4.8. Типовой является схема на рис. 4.8,а, второй же вариант применяют, когда в цепи используют окоидный конденсатор, для которого обратное допустимое напряжение 1)оси<1 В.
Для схемы с диодом расчетная формула длительности выходного импульса имеет вид т, = 0,25 К С 1 (1+ 0,77 К! ) . (4.3) При использовании однозибратора К555АГЗ следует учитывать некоторые его отличия от К155АГЗ. Максимально допустимое значение сопротивления резистора К! для К555АГЗ больше: до 200 кОм. Времязадающую цепь внлючают только по схеме на рис. 4.8, а.
Длительность выходных импульсов для С1)1000 пФ следует определять по формуле ти=0,45К1С1. (4.4) Способ увеличения временабй выдержки включением дополнительного транзистора, как поназано на рис. 4.5, пригоден и для одновибратороз группы АГЗ. «г /аппп газа !ПИ 'иа !пап гпа пап гап гИ гп И И гп 2 ь lа ПП И !Па пап ИП П/ пн Рис. 4.7.
Номограмма для определения длительности выходных импульсов одновибратора К155ГЗ Рис. 4.8. Способы подключения КС-цени к однозибратору К155АГЗ (ЧО! — кремниевый импульсный диод) 63 4.3. Одиовибраторы — микросхемы КМОП Микросхема К561АГ1 в функциональном отношении близка к К155АГЗ н К555АГЗ. Она также содержит два одновибратора, каждый из которых имеет три входа и два взаимно инверсных выхода (рис. 4.9,а). Их запуск возможен как фронтом входного импульса, так и его срезом Формирование выходного импульса в любой момент может быть прервано путем подачи сигнала низкого уровня на вход ЯК. Переключательные свойства микросхемы К561АГ! поясняет табл. 4.3. Для правильной работы одновнбратора на все неиспользуемые входы следует подавать напряжения определенного уровня.
У неиспользуемого одновибратора микросхемы вывод цсС следует подключить через внешний резистор сопротивлением более 1 кОм к плюсовому проводу питания. По способу включения времязадающей КС-цепи эти одновибраторы немного отличаются от рассмотренных ранее. Одну из обкладок конденсатора здесь соединяют с общим проводом, что способствует большей помехоустойчивости. Ограничений на емкость этого конденсатора нет, но его сопротивление утечки должно быть очень большим, как минимум в 10...100 раз больше, чем сопротивление резистора КС-цепи. Поскольку эта микросхема выполнена на полевых транзисторах, имеющих очень большое входное сопротквление, верхний предел сопротивления этого резистора не ограничен. Минимальное значение сопротивления 1 кОм.
Практически одновибратор К561АГ! может генерировать выходные импульсы длительностью от сотен наносекунд до нескольких минут. Рассчитать длительность импульсов выходного напряжения можно по приближенной формуле (при С!)0,01 мкФ): та = 0,5 и! С! (4.5) либо по номограмме на рис. 4.10. йс сс! Сййис IЕ йбылг с'сгс 103пис Рис.
4 9 Микросхема К561АГ!; а — усханное графическое обозначение; б — «труктурна» схема он- ноннбратсра Сй бис Синс Си Сйн Сййа ССС 4."С Рис. 4.10. Номограмма для определения длительности выходных импульсов одновибратора К56!АГ! Рис. 4.11. Одновибратор с повторным запуском в режиме однократного за. пуска (на примере микросхемы К56(АГ1) айг айй Вкад йг йг Ваиай й) Вкай В Выхайг' Гйг) а) Ваиайй ~йг) Рис. 4.12. Способ создания временибй задержки выходного импульса относительно фронта входного на одновибраторе К561АГ1: л — схема аалючемиа: б — аремеааые хаагааммм Длительность выходного импульса мало зависит от напряжения питания. Его изменение в пределах от 5 до 15 В изменяет длительность не более чем на 5е)а.
Вх В йй йг аиай Г Объясняется это тем, что порог переклю- В Л и аг чения транзисторов микросхем КМОП смещается пропорционально изменению аа напряжения питании. Для того чтобы получить одновибратор с однократным запускои, нужно соединить один из его выходов со входом (рис. 4.11). Если выходы микросхемы К561АГ! нагружены внешними устройствами, выходной ток не должен быть более 0,5 мА при На=5 В; 1,3 мА при Оа=!0 В и 3,4 мА прн На=15 мА. Наличие нескольких управляющих входов у рассмотренных одновибраторов дает разработчику дополнительные возможности их практического использования. Как пример рис.
4.12 иллюстрирует прием создания временнбй задержки генерируемого импульса относительно фронта входного импульса. От входного импульса запускаются последовательно два одновибратора. Первый генерирует импульс, длительность которого определяет время задержки выходного. В момент окончания этого импульса от перепада напряжения срабатывает второй одновибратор, который генерирует собственно выходной импульс (рис. 4.12, б). Это устройство можно нсполь- аовать также в качестве генератора двух независимых последовательных импульсов. Сходным образом временную аадержку можно получить н на одновибраторах ТТЛ.
Если в рассмотренном устройстве один из выходов второго одновибратора соединить с соответствующим входом первого, возникнет самовозбужление с периодом Т, =т„+таз. Подробнее этот вопрос рассмотрен в гл. 5. 4.4. Таймер КР1000ВИ! в роли одновибратора РМ НР/006ВН! Рж гни, а) и„ ~Р6 бйл 666 Юдлр Н 6аг6. г т„ Н ~',ааа а Рис. 4.13. Одновнбратор на микросхеме КР1006ВИ1: а — нрннцнннальна» схема; б схема входной днффаренцнртющай цепи; а — временныа диаграммы 66 Хорошими эксплуатационнымн свойствами обладает одновибратор на основе таймера КР1006ВИ!. Погрешность формирования временных интервалов такого однозибратора Ата(о,бай.
Типовая схема, по которой чаще всего собирают одновибратор, показана на рис. 4.13. Элементы К!, С1 составляют времязадающую цепь. Конденсатор С2 страхует компаратор ОА! таймера (см. рис. 2.29) от случайных срабатываний под влиянием внешних помех и пульсаций напряжения питания, когда напряжение между выводами 5 и 6 мало На входе (вывод 2) таймера з исходном положении присутствует напряжение высокого уровня, на выходе от ()лил=о. Транзистор ЧТ1 таймера прн этом открыт и шунтирует конденсатор С1. Одновибратор запускают отрицательным перепадом напряжения. Как только входной сигнал станет () ( 1(3()ано срабатывает компаратор ОА2 и вызывает переключение триггера. На выходе устройства возникает высокий уровень, транзистор ЧТ! закрывается, обеспечивая возможность заряда конденсатора С! через резистор К1. Выходной импульс длится до тех пор, пока напряжение нз конденсаторе С! не достигнет напряжения на выводе 5.
В этот момент сработает компаратор ОА1, который возвратит триггер в исходное состояние. Транзистор ЧТ1 откроется, и конденсатор С! быстро разрядится. Время Н и„ 10с исса lс !Оп и и„ УОис 50ис Оеср !00илс йу еитв ериФ О!ииуу !ии0е !0ииуе 01 Рнс. 4.14. Номограмма для определения длительности выходных импульсов одновнбратора на мнкросхеме КР1006ВИ! Ркс. 4.!5. Схема узла запуска одновнбратора на микросхеме КР!006ВИ1: а — ат «напкп; б — импульсам вмсакага уваввк формирования выходного импульса равно, таким образом, интервалу между срабатыванием обоих компараторов. Длнтельность выходного нмпульса тв = й! С! !и 3 = 1,! Я! С!.
(4 6) Как следует нз этой формулы, напряженке питания не влияет на длнтельность формируемого импульса. Объясняется это тем, что прн изменении питающего напряжения пропорцнонально меняется н порог срабатывания компаратора. Номограмма на рнс. 4.14 упрощает выбор оптимальных значений компонентов времязадающей цепи. Пусковой нмпульс должен быть короче выходного.
Новый запускающий импульс, пришедший во время формирования вмходного, не изменяет состояння одновнбратора. Если вход таймера надо отделить по постоянному току от выхода предыдущего узла, можно воспользоваться днфференцнрую. щей цепью К2, С2 с диодом ЧР1, как показано на рнс. 4.13, б.
Мнннмальная длительность выходного импульса обусловлена быстродействием элементов таймера н равна примерно 10 мкс. Макснмальная длнтельность ограничена, главным образом, сопротивлением утечки конденсатора С! Для устойчивой работы надо, чтобы Кут)50В1 Кроме того, даже прн высоком качестве конденсатора С1 сопротивление зарядного резистора й! не должно быть саня~ком большим, чтобы было обеспечено существенное превышение зарядного тока над входным током самой микросхемы (менее 0,5 мкА). Минимальное сопротивление резистора К1 ограннчено до- пустнмым токо м током открытого транзистора ЧТ1 (1м«*=!00 мй). Реномендуемое сопротивле Ротивленне РезистоРа К! находится в пределах ! кОм Рй(т(О„ В~вод 4 — вход «ПРеРыванне» вЂ” слУжит дла Установки состоЯпна (1,„»-0 незавнсимо от напряжения на выводах 6 в 7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
