Что такое формирователь импульсов

June 27, 2010 by admin Комментировать »

Все приведенные схемы генераторов выдают меандр, в котором длитель­ность паузы приблизительно равна длительности импульса, то есть скваж­ность их равна примерно двум (на величину скважности влияет и величина резистора R2, см. схемы на рис. 16.2). Но нам могут потребоваться симмет­ричные импульсы со скважностью, равной двум с большой точностью, или вообще с другим значением скважности. На рис. 16.5 показана схема, которая формирует импульсы со скважностью ровно 2 и 4 из исходного сигнала с любой скважностью. В ней используется делитель частоты на два (счетный триггер) — элемент, который мы еще «не проходили», но будем разбирать далее, а пока он приводится без пояснений. Диаграммы выходного напряже­ния приведены на рис. 16.5 внизу.

Следует отметить, что за счет задержки сигнала в триггере в момент, соот­ветствующий фронту второго по счету сигнала исходной последовательно­сти, на втором выходе может возникнуть короткая «иголка», так как спад им­пульса на выходе триггера наступит несколько позже наступления этого фронта. Она не страшна для статических схем (например, дешифраторов с выводом на индикаторы) или для управления внешними достаточно инерци­онными устройствами, но может вызвать срабатывание другого триггера или одновибратора (см. далее), если к его входу подключить выход этой схемы. Если это критично, то в таких схемах вместо простого счетного триггера обычно используют специальные синхронные счетчики (о них также далее). Разумеется, если требуется только симметричный меандр, то одного триггера достаточно, элемент «И-НЕ» можно исключить.

clip_image002

clip_image004

Рис. 16.5. Схема формирователя последовательности со скважностью 2 и 4

Микросхема 561ТМ2 (CD4013) содержит два триггера, поэтому схему легко дополнить, получив на выходе другие значения частоты и скважности. При­меняя дополнительные логические элементы, можно получить 4 выхода, на каждом из которых фаза сдвинута ровно на полпериода исходной частоты — такие схемы применяют, например, для управления шаговыми двигателями или для управления елочной гирляндой «бегущие огни» (попробуйте соста­вить такую схему сами!).

Большое значение на практике имеют формирователи коротких импульсов, называемые еще «схемами выделения фpoнтoв»^ На рис. 16.6, а приведена схема, которая делает это, как положено, используя эффект задержки сигнала в логическом элементе. При поступлении положительного фронта на вход он сразу же переключает выход последнего элемента «И-НЕ» в состояние логиче­ского нуля. На выходе цепочки из трех инверторов также возникнет логиче­ский ноль, который вернет выход в единичное состояние, но это прризойдет не сразу, а спустя время, равное утроенной задержке срабатывания логических .элементов. Поэтому на выходе возникнет короткая «иголка», достаточная по длительности (задержка-то тройная!) для надежного срабатывания других эле­ментов схемы. Длительность таких импульсов составит для КМОП несколько десятков или сотен наносекунд. При желании можно выделить не фронт, а спад импульса (и получить при этом на выходе «иголку» положительной полярно­сти^), для этого нужно использовать элементы «ИЛИ-НЕ». А если использовать «Исключающее ИЛИ», то можно получать положительные импульсы при каж­дом переключении сигнала — и по фронту и по спаду.

Все здорово, но схема уж больно громоздкая для такой простой функции — целый корпус! К тому же такие короткие импульсы очень сложно наблюдать на осциллографе. Поэтому на рис. 16.6, бив приведены гораздо более эко­номичные схемы, которые делают то же самое, но с нарушением чистоты цифровых принципов, ибо являются наполовину аналоговыми. Длительность импульса на выходе схем выделения фронтов при указанных на схеме номи­налах составит около 10 мкс.

А на рис. 16.6, г показано использование интегрирующей цепочки для за­держки импульса на фиксированное время. Диаграмм я не привожу, так как работа схемы понятна — передний фронт импульса задерживается на время, необходимое для заряда конденсатора до порога срабатывания инвертора. Задний фронт импульса, соответственно, задерживается на время разряда. Однако если при этом входной импульс сравним по длительности с постоян­ной времени RC, то на выходе импульс может быть уменьшенной длительно­сти, а если входной импульс еще короче— выходной может вообще про­пасть, поэтому такой схемой на практике пользуются редко, предпочитая одновибраторы, о которых мы сейчас и поговорим.

clip_image006

Рис. 16.6. Схемы формирователей импульсов: а — стандартная схема выделения фронтов; б, в — схемы с использованием дифференциальных RC-цепочек г — простейшая схема задержки

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты