Импульсные устройства на микросхемах (944139), страница 19
Текст из файла (страница 19)
87 Для организации описанных мультивибраторов могут быть использованы, естественно, не только инверторы, но и другие логические элементы, включенные как инверторы. Употребление этих микросхем создает, кроме того, дополнительные возможности, в частности управление режимом работы генератора без вмешательства в цепи, обеспечивающие самовазбуждение. В этих случаях один из входов логического элемента используют для генерирования, а другой (другие) — для управления. Простейший вид управления — прерывание генерации. В случае применения элементов И вЂ” НЕ (а также Исключающее ИЛИ) генератор работает при высоком уровне на управляющих входах (рис.
5.6, а), для элементов ИЛИ вЂ” НŠ— низкого (рис. 5.6, б). Если сигнал управления поступает от источника, напряжение которого может быть больше, чем напряжение питания мультивибратора, либо принимать отрицательные значения, то последовательно с входами управления следует включить резистор сопротивлением 5...10 кОм для предохранения диодов охранной цепи от перегрузки. Запускать и останавливать генератор можно и короткими импульсами (стартстопный режим) с помощью дополнительного триггера. Этот триггер может быть реализован на двух логических элементах из того же корпуса (рис. 5.6, з), а) ддг 3 Рис.
5.6. Схемы мультивибраторов на двух логических элементах с вненгннм управлением: о — на аогмческнх элементах И вЂ” НЬ; б — на логических эаеменгах ИЛИ вЂ” НН: е — с управлением с помощью гпнггепв На дхпдг . дуги" 77 х дллгха А сд дмхад Рш к5бгли а) Рис, 5.7. Схема мультивнбратора, завершающего цикл генерации и после окончания управляющего сигнала (а), временные диаграммы (б) Мультивибратор, собранный по схеме рис. 5.7, а, способен завершать цикл генерирования и после прекращения управляющего сигнала. Действительно, сели н моменту спада напряжения на входе «Пуск» на выходе (точка А) действует напряжение высокого уровня, оно будет поступать на верхний по схеме вход элемента И)1.1, позволяя завершать цикл генерации (рис.
5 7, б). Если управляющую цепь снабдить дополнительной цепью КЗ, С2, К4 (рис 5.8), мультивибратор будет начинать генерацию не сразу, а с задержкой, определяемой постоянной времени КЗС2. Для прекращения генерации следует подать на этот вход напряжение низкого уровня, причем на выходе появится напряжение низкого уровня, которое сменится на высокое после разрядки конденсатора С2 Эту идею можно использовать для задержки начала генерации после включения устройства, если управляющий вход соединить с проводом питания.
Скважностью выходных импульсов можно управлять, сделав раиными значения длительности полупериодов 1, и 1х (рис. 5.9). Здесь в одном случае работает резистор К2, в другом — соединенные параллельно К2 и 88 Рис. 5.9. Схема иультивнбратора с управляемой скаажностью Рнс. 5.8.
Схема мультивибратора с временнбй задержкой на вилючение Рис. 5.10. Схема мультивибратора с плавным управлением скважностью выходных импульсов Рпс. 5.1!. Схема мультивибратора, управляемого внешним напряжением 89 РЗ. Направление проводимости диода 7(11 определяет полупериод (1, или 1»), на который воздействует резистор РЗ.
Чем больше отношение (12/КЗ, теы больше различие между 1, и 1». Плавное управление скважностью выходных импульсов предусмотрено и в мультивибраторе по схеме иа рис. 5.10. Здесь конденсатор С! в одни полуперпод заряжается через диод ЧП1; нижнюю часть резистора (13 и резистор Р4, а в другой — через диод ЧВ2, верхнюю часть резистора РЗ и резистор К2. Если К2=Р4=(1, а КЗ=!ОР, то при перемещении движка резистора КЗ скважность выходных импульсов будет изменяться в пределах от 1О: 1 до 1; 10.
Период иолебаний при этом почти не изменится. Немного видоизменив схему (рис. 5.!1), мультивибратор можно обратить в генератор, управляемый внешним напряжением. Чтобы исключить влияние сопротивления источника управляющего напряжения на работу устройства, следует обеспечить 92)2(11.
Фактическое сопротивление резистора (12 определяется пределами перекрытия по частоте: с увеличением 92 влияние управляющего напряжения уменьшается. При Бт»»=13» частота генерации максимальна, при ()т »=Π— минимальна. Относительный коэффиппент перекрытия К» р=(м»» — !»и,/!»» для этого способа управления частотой невелик.
Перестройка частоты с помощью дополнительного полевого транзистора (рис. 5.!2) более эффективна Здесь канал полевого транзистора »'Т! играет роль резистора, сопротивление которого меняется под действием напряжения на затворе. На определенном участке харантеристики транзисто- Рис.
5.!2. Схема управляемого мультивибратора с дополнительным нолевым транзистором 7777/ / 171ГЛ х Рис. 5.13. Схема управляемого мультивибратора на микросхеме К76ЛП1 Рис. 5.14. Схема мультивибратора с управляемой скважностью выходных импульсов 90 ра зависимость между входным напряжением и сопротивлением канала близка к линейной. Коэффициент перекрытия по частоте при номиналах компонентов, указанных на схеме, превышает 1О. Пень К2, С! служит фильтром от возможных помех в цепи базы транзистора. Схема генератора, управляемого напряжением с использованием одной микросхемы тип К176ЛП1, показана на рис.
5.13. Мультнвибратор образован (см. также рис. 2.23) инверторами 0Р1.2 и ПР1.3. Роль переменного резистора исполняет и-канальный транзистор ЧТ4 элемента Р0!.1. Лругой транзистор тгТЗ (с р-каналом) этого элемента остается свободным. Изменив поридок включения элементов микросхемы К176ЛП1, можно управлять скважностью импульсов при весьма малом воздействии на частоту колебаний (рис. 5.14). Так, мультивибратор удобно использовать в качестве широтно-импульсного модулятора (ШИМ) систем телеметрии.
Здесь, в от. личие от предыдущей схемы, параллельно резистору (73 подключена пара транзисторов 'тгТЗ и ЧТ4 с р- и и-каналом (см. рис. 2.23). Они работают поочередно — каждый в течение своего полупериода формирования сигнала (22]. Рис. 5.15. Схема мультивобратора на повторителе и пнверторе КМОП: а — ва элементе Кзб!ЛП2: б — повеорвтель — Вва вввептаоа При малом управляющем напряжении 0<1Этвр(0,50в шунтирует резистор КЗ вЂ” в основном р-канальный транзистор, сопротивление которого в данном случае меньше, чем п-канального, а когда 0,51/в(13упр(оп — наоборот.
Так обеспечиваются широкие пределы изменения скважности выходных импульсов. Поскольку при всех изменениях управляюгцего напряжения сопротивление канала одного транзистора увеличивается, а другого уменьшается, среднее за период сопротивление шунтирующего резистор КЗ, остается неизменным и частота колебаний сохраняется. Емкость конденсатора времязадающей КС-цепи должна, по крайней мерв, в несколько раз превышать паразитные емкости микросхем и монтажа. Без особой необходимости не рекомендуется употреблять конденсаторы емкостью меньше 100...200 пФ.
В мультивибраторе, схема которого показана на рис. 5.15,а, резистор К1 и конденсатор С! поменялись местами. По принципу действия— периодической перезарядке конденсатора С) через резистор К) — он не отличается от ранее рассмотренных.
Роль резистора К2 и требования к его сопротивлению — те же. Для обеспечения условий самовозбуждения элемент 001.1 должен быть повторителем. Гальваническая связь выхода элемента 001.2 с входом 001.1 облегчает генерацию на высоких частотах (предельная частота достигает нескольких мегагерц).
Повторитель 001.1 можно заменить двумя инверторами (либо элементами И-НЕ, ИЛИ-НЕ в режиме инвертора). Схема в этом случае приобретает вид, показанный на рис. 5.15, б. Если для резисторов К1 и К2 обеспечивается условие К2>2К1, частоту генерации характеризует ориентировочная формула 1=1/(2,ЗК!С1). Назначение цепи КЗ, Ч0! было рассмотрено в описании схемы на рис. 59. Недостаток описанных мультивибрэторов состоит в том, что при серийном их изготовлении для обеспечения одинаковых характеристик требуется индивидуальная подборка параметров времязадающей цепи. Объясняется это тем, что порог переключения разных экземпляров логичесних элементов неодинаков.
Небольшое усложнение схемы (рис. 5.16) обеспечивает возможность подстройки частоты по конкретной микросхеме, не касаясь параметров КС-цепи [16). Органом подстройки служит делитель напряжения, полил>очеиный к кондексатору КС-цепи. Теперь конденсатор С! заряжается не от 91 рис, 5,16. Схема широкополосного Рис. 5.17. Схема мультивибрзтора мультивибратора КМОП с узлом на двух инверторах ТТЛ подстройки частоты колебаний всего перепада напряжения между выходом и входом оконечного инвертора, а только от его части, снимаемой с движка переменного резистора К4. Переменный резистор К! использован для изменения постоянной времени КС-цепи и не влияет на приложенное к конденсатору напряжение.
Верхний и нижний пределы рабочей частоты определяет сопротивление резисторов К4 и К5, а также положение движка переменного резистора К4 — в верхнем положении движка резисторы К4 и К5 практически нс влияют на частоту (1, „=!/(1,4К!С1); в нижнем положении она равна Ь ы = 1/(1,4К! С1) Для мультивибраторов, выполненных яа маломощных микросхемах (К56!ЛА7, К56!ЛЕ5, К561ЛП2), сопротивление резисторов К4 и К5 следует увеличить, чтобы выходной ток не превышал 2,25 мА 5А.
Мультивибраторы на логических элементах ТТЛ Мультивибраторы на логических элементах ТТЛ отличаются от описанных в основном номиналами навесных компонентов по причине того, что входное сопротивление элементов ТТЛ гораздо меньше и неодинаково по высокому и низкому уровню. Здесь, как и в других рассмотренных уст. ройствах на элементах ТТЛ, сопротивления внешних резисторов на входах микросхем не должны превышать определенных значений, чтобы падение напряжения за счет входного тока не достигало напряжения переключения.
На рис. 5.17 представлена схема мультивибратора, подобного показанному на рис, 5.3, а. Роль резистора К2 — вспомогательная; он способствует, выравниванию интервалов импульс — пауза, и без него можно обойтись. Выходной элемент ОВВЗ служит для развязки собственно генератора от нагрузки и улучшения формы выходных импульсов. Примерное значение частоты генерации при К! =К2= 390 Ом определяют по формуле 1= 1000/С1, где частота в килогерцах, если емкость в нанофарадах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
