Импульсные устройства на микросхемах (944139), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Схема кварцевого генератора па ннверторах ГГЛ Рис. 6.!6. Схема кварцевого генератора с интегрирующими КС-цепями С2 создают на рабочей частоте фазовый сдвиг в 360', необходимый для воз. буждення резонатора. Такой же фазовый сдвиг обеспечивают два ннвертора ОО!.3 и ОО!.1, играющие роль дополнительных усилителей. В отличие от предыдущих генераторов здесь самовозбужденне происходит н при отключенном кварцевом резонаторе 2Я!. Частота колебаний в этом случае определяетсп в основном параметрами цепей 91, С! н (т2, С2, Значения по. стоянных времени этих цепей некритичны.
Налаживание генератора сводит. ся к установке частоты колебаний без резонатора в пределах (0,9...0,95)1ь С подключением кварцевого резонатора генератор работает на его частоте. Для резонатора на 5 МГц емкость конденсаторов должна быть около: С! 47 пф; С2 36 пф; частоте ! МГц соответственно С! 220 пФ н С2 510 пф. Подбирая конденсатор С2, можно в небольших пределах под. страивать частоту генерации. Хорошо работают кварцевые генераторы ца таймерах К!006ВИ!.
Онв не нуждаются в дополнительной буферной ступени между собственно генератором н нагрузкой, так как она есть в таймере, экономичны н устойчиво работают при разных напряжениях питания. К недостаткам следует огне. сти довольно узкие частотные пределы — верхняя граница не превышает сотен кнлогерц. На рис. 6.17 изображена схема простого генератора на таймере. Резонатор включен между выходом микросхемы и инверсным входом компаратора таймера (см. рис. 2.29).
Пень выход таймера — резистор (11 — прямой вход компаратора обеспечивает самовозбуждение. Выход 1 развязан от собственно генератора. Если сопротивление нагрузки велико — 10 кОм я более, колебания можно снимать с вывода 3 (выход 2), резистор 92 прн этом не нужен. ° и„ я бргУ гу! уи 3)ду йруажггг Рис. 6.18. Вариант схемы генерато. ра на таймере КР!006ВИ1 Рис. 6.17. Схема кварцевого генера. тора на таймере КР1006ВИ! луг'глй'г г лт лук ыз гжнжб а/ Рис. 6.!9.
Схема генератора на микросхеме 1!9УТ1: и — принципиальнаи схеме микросхемы; б — анешние Сеехинении киарцеаеге генератора 136 Генератор самовозбуждается при напряжении питания б В и более. Без необходимости повышать это напряжение не следует, чтобы не перегружать кварцевый резонатор (331. В тех елучаях, когда нагрузка для генератора значительна, можно собрать его по другой схеме — рис.
6.!8. Здесь выход (вывод 3 таймера) непосредственно не связан с резонатором й поэтому нагрузка не влияет на стабильность и устойчивость колебаний. Лополннтельное смешение иа выводе 6 через резистор К! способствует повышению чувствительности. Хорошо работает генератор на аналоговой микросхеме К119УТ! — дифференциальном усилителе — рис. 6.19,а. Необходимые внешние соединения показаны на рис. 6Л9,6.
Первая ступень микросхемы включена по схеме с общей базой, вторая (по отношению к первой) — с общим эмиттером. Положительную обратную связь создает падение напряжения на эмиттериой нагрузке, образованной резисторами йб и 06, соединенными параллельно. Генератор надежно возбуждается с резонаторами разных типов, частота которых не превышает 600 кГц. Рис. 6.20. Схема кварцевого генератора на коннарагоре К544САЗ уникальное свойство этого генератора — устойчивая работа при пони. жеином напряжении питания, вплоть до 2 В. Если сопротивление резистора Р! уменьшить с 360 до 80...100 кОм, нижняя граница напряжения питания понизится до 1,5 В, Верхний предел питающего напряжения — 6 В— определяет электрическая прочность транзисторов микросхемы.
При напра. женин питания 5 В потребляемый ток равен 2 мА; логические уровни ()'ьмх 4 В и ()'вяз=0,4 В (при нагрузке 10 кОм), длительность фронта и среза (1ьм*= 100 кГц) примерно одинакова и равна тв тсэ= 1 мкс. Для управления минросхемами ТТЛ крутизну фронта и среза следует увеличить с помощью формирователя, которым может, например, служить инвертор микросхемы К555ЛН!.
Ранее при описании К531ГГ1 (см. рис. 5.2) отмечалось, что оиа может работать и как кварцевыа генератор. В этом случае резонатор подключают вместо внешнего конденсатора. На управляющих входах реиомендуется поддерживать следующие напряжения ()тчш(1 В н ()„рт>4 В. При частоте генерации 1 МГц и ниже для облегчения самовозбуждения параллельно резонатору следует включить конденсатор емкостью 5...15 пФ. Кварцевые генераторы на ОУ и компараторах реализуют с использованием положительной и отрицательной обратной связи. Положительная об.
ратная связь через резонатор обеспечивает самовозбуждение генератора на необходимой частоте. Глубина отрицательной обратной связи определяет форму выходного напряжения (синусоидальное или прямоугольные импульсы), а также устойчивость колебаний. Большое входное сопротивление ОУ и компараторов обеспечивает хорошую стабильность частоты генерации, но, поскольку по быстродействию они часто уступают цифровым микросхемам, генераторы на их основе выполняют на невысокие частоты, обычно не выше !00...200 кГц. На рис. 6.20 показана схема простого генератора на компараторе 521САЗ.
Поскольку сопротивление резисторов В1 и Е2 одинаково, выходные импульсы по амплитуде симметричны относительно уровня О,/2. Постоянная времени цепи ЙЗС! в петле отрицательной обратной связи выбрана в несколько раз большей, чем период генерируемых импульсов, благодаря чему коэффициент заполнения близок к 0,5. Развитие микросхемотехники прявело к созданию устройств, совмещающих в одном миниатюрном узле генератор вместе с кварцевым резонатором.
Технологией производства таких генерато. ров предусмотрена установка в отдельных партиях резонаторов с разными номинальными частотами (в определенных преде. 777 лах). Конструкция таких генераторов до- щ„ пускает возможность точной нодстройки рабочей частоты вблизи номинальной для компенсации возможного ее ухода при под. ключении нагрузки. Подстраивают частоту !РУ обычно применением управляющего напра- йззл жения. И в заключение — несколько практиче.
ских советов, касающихся кварцевых ге. нераторов: 137 напряжение питания генератора следует подавать через фильтр. В про. стейшем случае — это керамический или иной высокочастотный конденсатор емкостью 0,1...1 мкф, подключенный к выводам питания микросхемы; если у вспользованной в генераторе микросхемы остаются свободные логические элементы, их входы надо соелинить с общим проводом (если это допустимо по условиям эксплуатации микросхемы); нагрузочная емкость резонатора должна быть реальными компонентами, а не только паразятной; металлический коРпУс Резонатора следует соединить с общим провод у работающего генератора с помощью высокочастотного осциллографа следует проверить форму выходных импульсов — нз отсутствие дрожания, выбросов н впадин иэ горизонтальных участках, перескоков частоты в т.
пх проверить устойчивость генерации при предельных значениях напряжения питания н температуры среды, возможных по условиям эксплуатации. Проверку и подстройку частоты выходного напряжения лучше всего проводять по цифровому частотомеру. Измерения следует начинать не раньше чем через полчаса после включения приборов, чтобы дать им возможность выйти в установившийся режим.
При сравнительно нязкой частоте— до 500 кгц — предпочтительнее измерять длительность периода колебаний. 7. ФОРМИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСОВ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ 7.1. Преодоление дребезга контактов В различной аппаратуре импульсные устройства нередко запускаются механическими контактами — кнопками, реле, переключателями и т. п.
В этом случае замыкание или размыкание пары контактов преобразуется в перепад напряжения или в импульс, который н используют в качестве пускового. В общем случае контактная группа состоит из трех контактов— подвижного (переключающего) и двух неподвижных, с которыми подвижный образует замкнутую и разомкнутую пары (рис. 7.!,а). Часто один из неподвижных нонтактов отсутствует. При использовании механических контактов в электронике приходится считаться с фактом возникновения переходных процессов в виде кратковременных нарушений проводимости либо изменений переходного сопротивления.
Это явление принято называть дребезгом контактов. Возможные причины дребезга — вибрация упругих частей контактов, шероховатость их поверхности, наличие пленки окисла. Дребезг проявляется как прн замыкании, так и при разммкании контактов и имеет нерегулярный характер.
Интервалы между соседними замыканиями также нерегу. лярны. Общая продолжительность дребезга обычно не превышаег единиц миллисекунд, но поскольку быстродействие влектроиных узлов велико, то, если не принять мер против дребезга, однократное нажатие на кнопку воспринимается как многократное. Рисунок 7.1, б в упрощенном виде поясняет сказанное.
Для зашиты от дребезга, когда это требуется, применяют специальные формирователи. Их выполняют с таким расчетом, чтобы по первому замы- Р Гзг«л А и Фг«а Ю а) Рис. 7.1. Работа переключающего контакта механического коммутационного устройства. П-схема нклюяенггяг б — зремеинйе диаграммы; 1, — время дребезга при размыкании; 1з — время пролета подинжного конганга (на контактах А и Б — ианряжение высо ного уровня); 1, — время дребезга при замыкании пинию (или размыканню] контактов на выходе возникал только один им. пульс или перепад напряжения. При описании триггеров отмечалось, что если под действием импульса на входе произошло переключение триггера, то последующие импульсы на этом входе уже изменят его состояния (рис.
2.7,п„2.8,п). Это свойство триггеров часто используют как средство против дребезга. На рис. 7.2 показаны примеры подобных узлов. Формирователи ред. стввляют асинхронные РЯ-триггеры, управляемые контактами ЗА!. Рас. смотрим работу варианта а, Когда подвижный контакт находится в по. ложении 1, на выходе верхнего по схеме элемента триггера будет напряже.
ние высокого уровня. Так как к обоим входам нижнего элемента приложено высокое напряжение, на его выходе — низкое. Отрыв подвижного контакта от неподвижного 1 — с дребезгом или без него — не отражается на состоянии формирователя, поскольку на нижнем входе верхнего элемента напряжение низкого уровня продолжает сохраняться. Первое касание подвижного контакта с неподвижным контактом 2 вы- гура Г г)7)б I «р5« 55 «з55 Х..5/« Прг г«2561ПИ2 а) и ГЕ..ИЮ« 5 НЛ55 Е,.А2,,5 755 Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
