Импульсные устройства на микросхемах (944139), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Прн ()», ) 1 В этот вход не влияет на работу таймера. В одновибраторе по схеме на рнс. 4.13,а вход прерывания не используется н поэтому соединен с плюсовым проводом питания. Для досрочного прекращения выходного импульса на вывод 4 следует подать импульс низкого уровня. Одновнбратору можно придать дополнительные возможности, немного усложнив схему. На рнс 4.15, а показан способ запуска, нажатием на кнопку, узел с дополнительным транзистором ЧТ! (Рис. 4.15,5) позволяет запускать одновнбратор импульсами высокого уровня.
Транзистор ЧТ! — любой маломощный со статическим коэффициентом передачи тока )»вв>50. Диод ЧР! нужен тогда, когда входное напряжение превышает допустимое значение обратного напряжения эмиттерного перехода транзистора. Этот одновибратор можно использовать н как управляемый генератор пилообразного напряжения, если выходное напряжение снимать с вывода 7 таймера. Напряжение прямого хода будет прн этом представлять собой отрезок экспоненты на участке от 0 до 2/3(),. Пилообразное напряжение с хорошей линейностью получится, если зарядной резистор заменить генератором постоянного тока (рис.
4.16). Параметры цепи здесь можно определить из следующих соотношений: Пс=(»г/С, где Я вЂ” электрнчесннй заряд на конденсаторе. Поделив обе части равенства на длительность импульса, получим: (!с/тв=Я/(Ст»), здесь 1)с/т.— крутизна прямо~о хода (рис. 4.15,б), а Я/т.=1,— зарядный ток конденсатора. Поскольку ток зарядни постоянен, то н крутизна 5 постоянна: 5=1с/С. (4.7) и. !гыхаэ а) Рис. 4.16.
Схема одновнбратора в роли генератора линейного напряжения 4.5. Одновнбраторы на основе трнггеров Для построения одновибраторов можно использовать также триггеры разных типов, имеющие входы для принудительной установки их в пулевое н единичное состояние. Схема одновибратора на одном триггере микросхемы К56!ТР2 показана на рнс. 4.17. В исходном состоянии на выходе — низкое напряжение, конденсатор С1 разряжен.
Импульс высокого уровня на входе 5 переключает триггер, на выходе появляется высокий уровень и начинается зарядка конденсатора С1. При достижении напряжения на входе К примерно 0,50а происходит обратное переключение триггера. Конденсатор С! быстро разрижается через диод Ч01 и выходную цепь триггера, после чего одновнбратор готов и новому запуску. С достаточной для практических целей точностью длительность выходных импульсов может быть определена как та=0,7 В1С1.
При использовании триггеров данной микросхемы входной импульс должен быть короче выходного. Нижний предел сопротивления резистора В1 (20 кОм) обусловлен до. пустимым значением выхолного тока триггера. Диод Ч01, через который разряжается конденсатор С1, нужен лишь в том случае, когда требуется малое время восстановления. Если период следования запускающих импульсов существенно превышает длительность выходных Тььа)2т», то диод ЧР! не нужен. Резистор В2, ограничивающий разрядный ток конденсатора, протекающий через выход триггера, необходим, когда емкость конденсатора С1)0,! мкФ, а напряжение питания и,) !0 В. Триггеры микросхем К561ТМ2 и К561ТВ1, в отличие от микросхемы К561ТР2, имеют по два взаимно инверсных выхода, что дает возможность создавать одновибраторы с выходными импульсами высокого и низкого уровня.
Дополнительное достоинство этих триггеров состоит в том, что их можно запускать как во тактовому входу С с управлением по фронту, так и по входам 8 и В, действующими по уровню. На рис. 4.18 показаны при. меры выполнения одновибраторов на этих микросхемах. Совместным вилючением двух таких одновибраторов (рис. 4.19) можно создавать временнбй сдвиг выходного импульса относительно фронта запускающего. Действует такое устройство подобно описанному выше для микросхем-одновибраторов, и их временные диаграммы совпадают (см.
рис, 4.12, б). В рассматриваемой схеме цепь В1, С! триггера 001.1 обеспечивает задержку выходного импульса, а цепь )(2, С2 с триггером 001.2 определяет его длительность. Для быстрого восстановле- 7~!< < <Г/4 Л!<У ппг ! вити Рнс. 4.17. Схема одновнбратора на одном к5-триггере КМОП 69 Для расчета генератора следует задаться крутизной подъема импульса и током зарядки (расчет дан на с. 14, рис.
1.12) и затем определить емкость конденсатора либо по емкости найти ток [36). ад 7 а) Рис. 4.18. Схемы одновибраторов на триггерах КМОП: а — в — ие хьтрнггере !к561тмх, к176тмх); г — ие Зк-треггере )к561тв1, к176тв1) Рнс. 4.19. Одновнбратор на О-триггерах КМОП с задержкой выходного импульса относительно фронта входного дыгвд д деавд1 гд ~ -- -" т---"-- ддг Кддггт)д вяя исходного состояния после формирования импульса параллельно резистору В2 (а если надо я й1) ставят диод. По характеру действия одновибраторы на триггерах относятся к устройствам с однократным запуском: триггер после перенлючения от первого входного импульса сохраняет свое состояние до обратного переключения.
Преобразовать такой одновнбратор в устройство с повторным запуском можно, добавив дополнительный транзистор УТ! (рис. 4.20, а). Назначение транзистора — разряжать нонденсатор С1 во времн действия запускающего импульса высокого уровня. Этот транзистор должен иметь статический коэффициент передачи тока (1716) !00, малый обратный ток коллектора н малое напряжение насыщения 13 е(0,0 В. Указанным требованием удовлетворяют многие типы маломощных кремниевых транзисторов.
Сопротивление резистора (11 зависит от коэффициента Ье16 транаистора, напряжения питания н маноимально допустимого выходного тока предшествующего узла в состоянии высокого выходного уровня. длрд гл бг.ар хоидгагамррП Юыыдт l угтд су) Рис. 4.20. Одновнбратор на триггере КМОП в режилге повторного запуска: а — ириициииаилиая схема; б — иремеиийе анаграммы Рис.
4.21. Схема одновибратора на О-триггере ТТЛ гига «Уддугтд Длительность выходного импульса увеличивается в этом случае на время действия входного сигнала (рис. 4.20, б). Принцип работы одновнбраторов на триггерах ТТЛ, в сущности, тот же. Различие состоит только в порядке соединения компонентов, поскольку в этом случае, в отличие от триггеров КМОП, управление по входам Б н й осуществляется импульсами низкого уровня (рис. 4.2!).
Учитывая специфику микросхем ТТЛ, сопротивление резистора К! можно выбирать только в ограниченных пределах, так как из-за входного тока микросхемы на нем образуется падение напряжения, которое может изменить состояние триггера. Допустимые значения )1! для триггеров К155ТМ2 — от 0,5 до 1,5 кОм, а для К555ТМ2 — от 0,5 до 5,1 кОм. 4.6. Одновибраторы на логических элементах Главное достоинство одновибраторов, собранных на логических элементах И вЂ” НЕ, ИЛИ вЂ” НЕ,— простота. Стабильность длительности выкодного импульса по напряжению питания и температуре окружающей среды у этих устройств невелика. Кроме того, длительность выходных импульсов для разных экземпляров однотипных микросхем будет неодинаковой, поскольку их параметры могут отличаться от среднего значения.
На рис. 4.22,а показана распространенная схема одновнбратора на элементах ИЛИ вЂ” НЕ структуры КМОП. В искодном состоянии на обоих входах элемента ИЭ!.! действует напряжение низкого уровня, конденсатор С! раз- Вхор а) Гочка (Ге.р Рис. 4.22. Одновибрагор на логических элементах ИЛИ-НЕ КМОП; и — првнцнпнельнвп схеме; б — временные днегреммы ряжеи, На входах элемента 001.2 — высокий уровень. С приходом запускающего импульса (момент 1, на рис. 4.2,б) напряжение на выходе элемента 001.1 сменится на низкое. Одновременно упадет и напряжение на входах элемента РР!.2, так как конденсатор С1 разряжен. На выходе одновибратора возникнет напряжение высокого уровня. Это временно устойчивое состояние, не зависящее от входного сигнала, поскольку ни нижнем (по схеме) входе элемен- Влив / беиоУГ тн = й!С1! п (4.8) Бп с'и р где Б ,р — лоро~овос напряжение элемента 00!.2.
Так нак пороговое напряжение наличных экзсмпляров микросхем обычно неизвсстно (техническими условиями допускается разброс от 0,313, до 0,7(!и), для ориентировочных расчетов принимают среднее значение 0,50ю Последняя формула при этом упрощается гн=й1С! 1п = К1С! 1п 2че0,7)71С!, ()и (4.0) Рп — 0,51.1п Как следует из принципа действия описанного одновибратора, пусковой импульс по длительности должен быть короче выходного. Если это условие невозможно выполнить, на входе включают днфференцирующую цепь. 72 7 та 00!.1 — высокий уровень.
Начиная с момен- Ф) та 1~ ноиденсатор С! будет заряжаться по цепи: 0п — резистор )7! — конденсатор С! — выход элемента 00!.1. Когда на обкладках конденсатора С1 напряжение станет равным пороговому уровню для элемента Р01.2, произойдет новое переключение (предполагается, что пусковой импульс к этому времени окончился), устройство вернется в исходное состояние (момент 1п), а конденсатор С! быстро разрядится по цепи: диод ЧР! — провод питания — выходной транзистор алемента 001.!. Одновпбратор готов к новому запуску. Если пауза не!яду импульсами превышает их длительность, то можно обойтись без диода ЧРЕ Длительность выходного импульса можно определить по формуле дхэр а) Вгпоенг Я Рис.
4.23. Одновибратор иа логических элементах И-НЕ КМОП: а — пранпяппальяая схема; б — епемевмьзе анаграммы юа!хбат г Вариант рассмотренной схемы на логических элементах И вЂ” НЕ представлен на рис. 4.23, а. Здесь в исходном состоянии на обоих видах элемента 001.1 напряжение высокого уровня: на пусковом от предыдущего узла, а на другом — эа счет выходного напряжения элемента 001.2. На выходе 001.! — низкое напряжение, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
