Формирование импульсов от механических контактов

October 7, 2011 by admin Комментировать »

Очень часто управление определенным электронным устройством осуществляется посредством кнопки или пары контактов, через которые на вход ЛЭ подается напряжение высокого или низкого уровня. Замыкание механических контактов почти всегда сопровождается механическими вибрациями — дребезгом, из-за которого желаемый уровень сигнала устанавливается многократно (рис. 4.1). Естественно, дребезг контактов может нарушить работу ЛЭ, на входы которого поступают подобные сигналы. С одной стороны, от этого происходят многократные включения и выключения, а с другой — число импульсов при каждом нажатии кнопки различно и длительность пачки импульсов /п неодинакова. Вследствие этого при запуске ЛЭ ТТЛ от механических контактов (клавиши, микропереключатели, педали, кнопки

разных типов ц др.) требуется дополнительный формирующий каскад.

На рис. 4.2 показано подобное устройство, выполненное на двух ЛЭ И—НЕ. Действует оно следующим образом. Переключатель SA в исходном состоянии соединяет с общей шиной вход Л2 элемента DD2. Вследствие этого независимо от напряжения на другом входе DD2 (В2) на выходе DD2 будет напряжение высокого уровня. Это напряжение, поданное на вход В\ элемента DDI, вместе с напряжением высокого уровня, поданным на другой вход А\ через резистор R1, обеспечивает на выходе DDI напряжение низкого уровня. Такое состояние устойчивое. Когда кнопка нажата, на вход А\ элемента DDI поступает напряжение низкого уровня (за счет соединения с общей шиной) и ^-триггер, образованный элементами DDI и DD2, сменит состояние. Если теперь контакт между общей шиной и входом А\ элемента DDI прервется (вследс^-вие дребезга контактов), то на новом состоянии ^S-триггера это не отразится. Смена состояния триггера наступит только при отпускании кнопки, когда вход А2 элемента DD2 снова подключится к общей шине. Так, независимо от многократного замыкания и размыкания механических контактов на выходах триггера (Q и Q) будут вырабатываться одиночные импульсы с длительностью, примерно равной времени нажатия на кнопку,

Механические контакты при включении являются источником импульсов, число которых и распределение во времени случайно.

Схема формирования с двумя ЛЭ И—НЕ устраняет эти многочисленные импульсы и вырабатывает только один сигнал, пока нажата кнопка. Этот формирователь сигналов от кнопки имеет два взаимно инверсных выхода Q и Q.

Рассмотрим схемы формирования сигнала от механических контактов с применением одного ЛЭ в двух вариантах: 1) уровень выходного сигнала изменяется от высокого до низкого и снова до высокого (рис. 4.3, а); 2) уровень выходного сигнала изменяется от низкого до высокого и снова до низкого (рис. 4.3,6). В обоих случаях, когда кнопка не нажата, контакты 1 и 2 разомкнуты и конденсатор С через резистор R1 заряжен 1 до напряжения источника питания Un.

В схеме на рис. 4.3, а входы ЛЭ через резистор R2 соединены с общей шиной (R2 выбирают из ограничительного условия <С 500 Ом—для сохранения логического состояния ЛЭ). Поэтому при ненажатой кнопке на выходе ЛЭ напряжение высокого уровня. В момент замыкания контактов 1 и 2 кнопки высокое напряжение Un, до которого заряжен конденсатор С, поступает на вход ЛЭ, отчего выходное напряжение упадет до низкого уровня. Одновременно начнется разряд конденсатора С через R2 и напряжение на входе ЛЭ быстро уменьшится; когда оно станет ниже 1,3 В, ЛЭ снова переключится и на его выходе возникнет напряжение высокого уровня. Длительность выходного импульса зависит от значений С и R2. После отпускания кнопки конденсатор С опять зарядится до напряжения Un и устройство готово к формированию нового импульса.

Формирователь, показанный на рис. 4.3, б, действует подобным же образом. Когда кнопка нажата, разряд конденсатора С происходит через малое сопротивление контактов 1 я 2. Данный вариант интересен тем, что формирователь может быть объединен со ждущим мультивибратором (одновибратором, показан условно — штрихами) и вырабатывать импульсы при включении питающего напряжения. Действительно, перед включением напряжения Un конденсатор С разряжен. Напряжение на обкладках конденсатора сразу после подачи Un также равно нулю, вследствие чего на выходе ЛЭ напряжение высокого уровня. Конденсатор С через резистор R1 начинает заряжаться и через некоторое время, определяемое значениями R1 и С, напряжение на верхней обкладке достигнет 1,3 В, а затем и превысит это значение. Тогда ЛЭ переключится и на его выходе установится напряжение низкого уровня. Этот перепад от высокого уровня к низкому запустит ждущий мультивибратор, который выдаст импульс для установки других узлов в исходное состояние.

Рис. 4.3. Формирователь импульса от механических контактов с одним ЛЭ И — НЕ

Формирователь сигнала от механических контактов с одним ЛЭ И—НЕ обеспечивает одиночный импульс вместо пачки импульсов, возникающих вследствие дребезга контактов.

Длительность импульса на выходе ЛЭ зависит от емкости С, определяющей время разряда конденсатора через резистор R2 (схема на рис. 4.3, а), или от продолжительности нажатия на кнопку (схема на рис. 4.3,6).

Выходной сигнал может быть низкого (схема на рис. 4.3, а) или высокого (схема на рис.. 4.3, б) уровня.

Рис. 4.4. Формирователь укороченных импульсов с двумя ЛЭ И — НЕ и интегрирующей RC-цепочкой

Если к ЛЭ подключить ждущий мультивибратор, можно создать один импульс большой длительности и. тем самым исключить влияние дребезга контактов.

Источник: Димитрова М. И., Пунджев В. П. 33 схемы с логическими элементами И — НЕ: Пер. с болг. — JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. 112 е.: ил.

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