Ristkülikukujuline impulss. Ristkülikukujuline viivitusseade

Etteantud kestusega ristkülikukujuliste impulsside moodustumine

Impulsside moodustamine piki sisendsignaali esiosa või langust teostavad üksikud vibraatorid. Selliste LE-l valmistatud kujundite skeemid on näidatud joonistel fig. 5.2. Üksikute vibraatorite impulsid, mis on kokku pandud vastavalt skeemidele 5.2 A Ja b, tekivad LE enda lülitusviivituse tõttu.

Joonis 5.2 - Üksikud vibraatorid impulsi kestuse seadistamisega LE viiteaja järgi

Joonisel fig. 5.2 A väljundimpulss moodustub signaali positiivse serva ilmumise hetkel trigeri sisendis ja lõpeb siis, kui mõne aja pärast n t (n– paaritu arv jadamisi ühendatud invertereid, t- ühe LE) lülitusviivitus elemendi teises sisendis DD1.4 ilmub loogika nulltase. Väljundimpulss moodustatakse loogilise nulli tasemel (negatiivne impulss) ja sellel on kestus n t. Joonisel fig. 5.2 b päästikuahel parandab väljundimpulsi kuju. Vastavalt signaali langusele sünkroonimissisendis 1-lt 0-le JK-päästik on seatud ühele. Loogilise nulli väljundist läbi elementide DD1…DDn sisestab asünkroonse päästiku seadistuse pöördsisendi väärtusele 0 ja tagastab päästiku algsesse olekusse. Kui viivituse loomiseks kasutatakse paaritut arvu LE-sid, siis sisend DD1 tuleks ühendada mitte väljundiga, vaid väljundiga K.

Impulsside moodustamiseks, mille kestus ületab oluliselt aega t, kasutage taimereid RC-LE ahelad ja läveomadused. Selliste kujundajate skeemid LE TTL-il on toodud joonisel fig. 5.2 V, G.

Joonis 5.3 – üksikud vibraatorid ajastuse RC-ahelatega

Üksik vibraator on kokku pandud vastavalt skeemile 5.3 A, käivitatakse signaali üleminekul sisendis 1-lt 0-le. Samal ajal kui kondensaator laeb voolu KOOS tekitab takistile R pingelang, mis ületab LE ühiku lävipinget, moodustub väljundis negatiivne impulss. Jõudmise ajal U alates, väljundimpulsi kestusega t ja, ületades käivitamise kestuse, LE DD1.1 Ja DD1.2 siseneb ülekandekarakteristiku aktiivsesse piirkonda ja ahel lülitub positiivse tagasiside tõttu algolekusse. Üks vibraator, mis on valmistatud vastavalt skeemile 5.2, töötab sarnaselt. b, kuid siin laaditakse kondensaator nullpingest sisendpingele DD1.2, võrdne nulli lävipingega U alates. Nende üksikute vibraatorite väljundimpulsside kestused on leitud kui .

Pulsikujundajate ehitamisel ajaseadet kasutades RC-lülitused LE KMOPTL-il vastavalt vaadeldavatele skeemidele, ühise punkti vahel R Ja C ja LE sisend peaks sisaldama takistit takistusega 1 ... 10 kW, et piirata voolu läbi LE kaitsedioodide, kui kondensaatori laeng impulsi lõpus taastub.

Spetsiaalsetel ühe vibraatori IC-del on lai funktsionaalsus teatud kestusega üksikute ristkülikukujuliste impulsside genereerimiseks. Mikrolülitus K155AG1, mille sümbol impulsi nõrgenemise korral on näidatud joonisel fig. 5.4, on ühe kanaliga ühe vibraator.

Joonis 5.4 – kiip K155AG1

Määratakse genereeritud impulsi kestus RC- kett. Võib kasutada kas sisemist takistit R välim= 2 kW ehk ripptakisti R, mille takistus on valitud sees R. Kondensaator Kondensaator KOOS kuni 10 μF ja kui väljundimpulsside stabiilsusele kõrgeid nõudeid pole, võib see ulatuda 1000 μF-ni. Kell KOOS 10 pF väljundimpulsside kestust kirjeldatakse valemiga . Kui manuseid pole, genereeritakse impulsse t ja– 30…35 ns. Ühelöögi taastamiseks järgmise impulsi algusesse peab sisendsignaalide periood vastama tingimusele t ja 0,9 T sisse juures R= 40 k Wi t ja 0,67 T sisse juures R= 2 kW. Üksikvibraator käivitatakse sisendites langemisega 1-lt 0-le A1 Ja A2 või 0 kuni 1 sisendil IN. IS K155AG1 töörežiimid on toodud tabelis. 5.1. Enesekindlaks alguseks esikülgede järsus sisendites A peab olema sisendis vähemalt 1 V/μs IN vähemalt 1 V/s.

Tabel 5.1

Sisendid	Väljundid	Režiim
A1	A2	B
x	x	x	Püsiseisund
X	X		käivitada

Mikroskeem K155AG3 sisaldab kahte üksikut vibraatorit, millel on väljundimpulsi moodustumise ajal taaskäivitamise võimalus.

Joonis 5.5 – kiip K155AG3

Väljundimpulsi kestus määratakse välise takisti ja kondensaatori seadistamisega. Kondensaatori maksimaalne mahtuvus ei ole piiratud, takistus võetakse sees. Kui üksikvõte on taaskäivitusrežiimis, siis t u loetakse viimasest trigerimpulsist. Töörežiimi rakendamiseks ilma taaskäivitamiseta on vaja sisend ühendada A väljapääsuga K kumbki sisend IN väljapääsuga K, seejärel sisenditesse tulnud väljundsignaalid IN või A pulsi moodustumise ajal ei mõjuta see selle kestust. Kõigil juhtudel saab impulsside moodustumist katkestada, kui sisestada sisendile 0 SR.

Kui on vaja saada stabiilse kestusega impulsse mikrosekundite murdosadest sadade sekunditeni väljundvooluga kuni 200 mA ja loogiliste muutujate tasemetega, mis vastavad TTL ja KMOPTL elementide tasemetele, kasutatakse taimeri tüübil 1006 üksikuid vibraatoreid. VI1 väliste ajastuselementidega.

Joonis 5.6 - Taimeri 1006VI1 märgutuli

Joonisel fig. 5.6 käsitleb taimeri kasutamist objekti valgustuse indikaatorina. Hämaras valguses on fototakisti R 3 takistus suur ja signaalseade töötab multivibraatori režiimis, genereerides kestusega ristkülikukujulisi impulsse vahepealse pausiga. Tugeva valgustuse korral seatakse signaalimisseadme väljundisse loogiline nullpinge, mille väljundtakistus on umbes 10 W. Takistus valitakse vahemikus 1 kW ... 10 MW, võttes arvesse, et transistori läbiv vool VT1 ei ületanud 100 mA. Kondensaatori mahtuvus peaks olema mitu suurusjärku suurem kui sisendmahtuvus ja täpsete ajavahemike moodustamisel ei soovitata seda seada alla 100 pF.

Vastupidavus R2 arvutatakse tugevalt valgustatud fototakistiga pinge alla 0,4 V taimeri kontakti 4 tagamise põhjal R3. Selleks, et multivibraator tekitaks fototakisti kõrgel valgustusel võnkumisi, tuleks takistid vahetada. R2 Ja R3.

Signalisatsiooniseadet saab kasutada ka teist tüüpi anduritega, mis genereerivad otse signaalitasemeid 0 ja 1.

Mõiste siirdeid. Tõeliste raadiotehnika ahelate elektriskeemid sisaldavad tavaliselt takistusi, induktiive ja mahtuvusi. Sellistes ahelates on pinge ja voolu vaheline seos keeruline. Seda seletatakse asjaoluga, et mahtuvusel ja induktiivsusel on võime elektrit akumuleeruda ja eraldada. See protsess ei saa kulgeda hüppeliselt. Kui pinge sellises ahelas muutub, muutub vool teatud viivitusega. Nimetatakse neid protsesse, mis on seotud reaktiivsete elementidega ahelate energiavaru muutumisega impulsiga kokkupuutelüleminekuperiood.

Impulsspinge toime RC-ahelale. Oletame, et kondensaatorit C ja takistit sisaldava ahela sisendis R (joonis 164, a), toimib ristkülikukujuliste impulsside jada (joonis 154, b). Hetkel, kui RC-ahela sisendisse ilmub impulsi tõusev serv, on maksimaalne vool I m = U m / R(riis, 154, c).

Kuna kondensaator laeb tekkiv pinge ahelas u p =U m- u c väheneb, väheneb vastavalt laadimisvool t a. Voolu vähenemine toimub vastavalt eksponentsiaalsele seadusele, Laadimisvool i h loob takistile R pingelangus(joonis 154, d). KOOS voolu vähendamine eksponentsiaalselt pingelangus takistis R. Kondensaatori pinge u c mõõta

selle laeng suureneb eksponentsiaalselt (joon. 154, d ) ja saavutab maksimaalse väärtuse U mmisjärel see jääb konstantseks sisendimpulsi lameda ülaosa kestel. Aeg, mille jooksul C ja R pinge jõuab amplituudi väärtuseni, sõltub takisti R takistuse väärtusest ja kondensaatori C mahtuvusest. Mida väiksemad need väärtused, seda kiiremini üleminekuprotsess lõpeb.

Pärast sisendimpulsi vaibumist tühjendatakse kondensaator läbi takisti R . Tühjendusvoolu muutumise kiirus i p (joonis 164, c) ja pinge u n (joonis 154, d) on sama, mis laadimise ajal, ja väljundis moodustub impulsi tagaserv (langus). Voolu suund ja takisti pinge polaarsus muutuvad sel juhul vastupidiseks.

Siirdeprotsessi kestust hinnatakse ahela ajakonstandi abil

Riis. 155. Ristkülikukujulise impulsi mõju integreerimisahelale: a - ahel, b - impulsi kuju sisendis, c - sama, väljundis, d - impulsi kuju sõltuvus suhtest τ 0 /t ja

Suurendades τ 0 siirdeperioodide kestus pikeneb.

Praktikas pumbatakse ahela siirdeprotsesse pärast ajavahemikku t = (2,3 + 3)τ 0 .

Väljundpinge kuju sõltub väärtusestτ 0 (joonis 154, d, f, g). Kell τ 0 "t ja (joonis 154, e) ei ole kondensaatoril aega sisendimpulsi toimel laadida ning väljundsignaali kuju erineb sisendi kujust vaid veidi. Nende seadistustega (τ 0 »t ja) ahelat kasutatakse sageli impulssseadmete ahelates võimendusastmete vahelise eraldajana (üleminekuks). Kellτ 0 ja).

Nagu jooniselt fig. 164, A, Impulsi kuju muutmiseks saab kasutada erinevates kombinatsioonides RC elementide ahelaid. Sõltuvalt sellest, millisest elemendist signaal võetakse (R-st või C-st), kutsutakse ahelateristav või integreerides.

diferentseerivad ahelad. Joonisel fig. 154, kuid seda nimetatakse diferentseerimiseks, kuna τ 0 korral

Näide. Pulsi kestus t ja =5 µs. Arvutage diferentseerimisahela elemendid.

Diferentseerimisahelasτ 0 ≪t Ja. Nõustuτ 0 =RC=0,1 t ja \u003d 0,1x5 \u003d 0,5 μs, st t ja ≫3τ 0 . Me määrame väärtuse R\u003d 10 kOhm, seejärel mahtuvus

Integraallülitused. Kui RC-ahelas eemaldatakse väljundpinge mahtuvusest (joonis 155, a), siis τ 0 ≫t juures ja väljundsignaal on võrdeline sisendi integraaliga ning sellist vooluringi nimetatakse nn. integreerides. Kui ajakonstant RC ahel valitakse võrdne või suurem kui sisendpinge ristkülikukujulise impulsi kestus (joonis 155,b) (τ 0 ≫ t i), siis on RC-ahela väljundis venitatud esiosa ja langusega impulss (joonis 155, c). Kui sellise vooluahela sisendile rakendatakse lühiajalist pingeimpulssi, moodustub väljundis laiem impulss.

Impulsi kestuse suurendamiseks kasutatakse integraallülitusi. Lisaks kasutatakse neid saehamba pinge genereerimise ahelates, impulsi kestuse valikus jne. Seda enam kui sisendimpulsi konstantse kestuse korral t ja seda rohkem venitatakse impulss väljundis (joonis 155, d). Sel juhul impulsi amplituud väheneb, kuna kondensaatoril pole sisendimpulsi kestuse ajal aega täielikult laadida.

Diferentseerimist ja integreerimist saab teha ka RL-ahelate abil. Kuna induktiivsuse reaktiivne toime on mahtuvusele vastupidine, siis in RL- ahelad diferentseerimise ajal võetakse väljundsignaal induktiivsusest (joonis 156, a) ja integreerimise ajal - takistist (joonis 156, b). ketid RL kasutatakse suhteliselt harva, kuna need sisaldavad kallist mähiseosa.

Digisüsteemide sünkroniseerimise elemendid

Iga digitaalse süsteemi töökindel töö sõltub suuresti sünkroonimise õigest valikust ja arvutamisest, mis on iga juhtimissüsteemi lahutamatu osa.

Ajastusprobleemid hõlmavad järgmist:

Teatud juhtsignaalide vahelise viivituse pakkumine.

Etteantud kordusperioodi ja kestusega taktimpulsside moodustamine.

Tagada, et kellad oleksid seotud üksikute päästikutega jne.

Vaatame kõigepealt kujundajaid.

Kujundajad on seadmed, mis teisendavad suvalise kujuga sisendsignaalid amplituudiga normaliseeritud ristkülikukujulisteks impulssideks, esikülgede järsus, et juhtida järgnevaid mikroskeeme.

Vormide viivitus

Impulsside vahelise viivituse moodustamiseks suurusjärgus 10-20 μs (suhteliselt väikesed viivitused) kasutatakse avatud ahelaga kujundajaid.

Väikeste, sadade nanosekundite suuruste viivituste korral kasutatakse inverterite jadaühendusi.

Keskmine viivitusaeg:

Siin n on järjestikku ühendatud inverterite arv;

– signaali levimise viivitus, kui väljund läheb väärtuselt 1 väärtusele 0 ja vastupidi.

Pikem viiteaeg saavutatakse muunduri sisendiga ühendatud integreeriva RC-ahela abil.

CMOS IC jaoks saame:

Viivitusaeg määratakse valemitega:

Siin
- toiteallika pinge

on inverteri lülituspinge.

Arvestades seda
, siis saab viivitusaja määrata järgmise valemiga:

Üle 20 μs viivitusega on mahtuvuse pinge muutumise kiirus väike ja väljundsignaali kuju erineb oluliselt ristkülikukujulisest. Sellistel juhtudel on soovitav kasutada asümmeetrilisel trigeril põhinevat viivitusgeneraatorit (Schmitt trigger).

Üksikud vibraatorid (ootavad multiplekserid)

Üksik vibraator on seade, mis on ette nähtud sisendsignaalide toimel üksikute etteantud kestusega ristkülikukujuliste impulsside genereerimiseks.

Üksikute vibraatorite eripäraks on ajastuse (aja seadistus) ahela ja tagasiside olemasolu, mis tagab regeneratiivsed (laviinilaadsed) lülitusprotsessid. Sellega saavutatakse väljundimpulsside esikülgede suur järsus.

Väljundimpulsi kestus:

Kell

.

Üksikute vibraatorite ehitamiseks saate kasutada erinevat tüüpi päästikuid:

Üksikvibraator töötab järgmiselt. Väljapääsu taotlemisel käivitussignaali korral seatakse päästik ühte olekusse, millest algab mahtuvuse laadimine . Kui mahtuvus jõuab lüliti pingeni
, läheb päästik olekusse 0 ja alustab mahtuvuse kiirendatud tühjendamist läbi avatud dioodi
ja madala takistusega päästiku väljundtakistused.

Loodud impulsi kestus:

Lülitades sisse kaks üksikut vibraatorit järjestikku, saate luua väljundimpulsi ajalise nihke päästiku esiosa suhtes.

Kett
tekitab väljundimpulsis teatud aja viivituse ja kett
annab selle kestuse võrdseks .

Integraallülituste seerias on sõltumatud üksikud vibraatoritooted, mis on terviklik funktsionaalne üksus, välja arvatud ajastusahel.

Näiteks:

Impulsside teke mehaanilistest kontaktidest

Digiseadmete projekteerimisel tekib sageli relee, nupu või muu mehaanilise kontakti (näiteks klaviatuuri, hiire) käivitamisel selge üleminek (0,1 või 1,0) või lühike ristkülikukujuline impulss.

Signaal mehaanilise lüliti abil moodustub elektriahela sulgemise-avamise teel.

Algolekus eemaldatakse väljundist potentsiaalne signaal
(loogiline "1") ja kontaktide puudutamise hetkel muutub tase võrdseks "0"-ga.

mehaaniline lüliti on see

toiminguga kaasneb kontaktide põrgatus (mitmekordne üleminek lühikese aja jooksul suletud olekust avatud olekusse ja vastupidi). Selle tulemuseks on impulsside purunemine soovitud üksiku impulsi või potentsiaali languse asemel.

Põrke kestus on tavaliselt 8-12 µs.

Vastuvõetud signaalis loksumise kõrvaldamiseks paigaldatakse mehaanilise lüliti väljundisse spetsiaalsed kujundid.

Näide: RC-päästiku (K155TM2) kasutamine.

Ühele päästiku sisendile rakendatud signaal "0" lükkab selle ümber. Veelgi enam, lüliti käivitamisel reageerib päästik esimesele lühisele ja järgnevad põrkeimpulsid ei muuda selle olekut.

Näide: D-päästiku uurimine (K155TM2).

Selle kujundaja erinevus seisneb väljundsignaali ilmumise hetke ajas seotuses seadme sisemiste protsessidega, mille jaoks see signaal genereeritakse, st selle taktimpulsside süsteemiga.

Kujundaja töötamiseks on vajalik, et kella impulsside kordusperiood oleks suurem kui põrkeaeg (
).

Multivibraatorid (ristkülikukujulised impulssgeneraatorid)

Multivibraatorite ehitamiseks kasutatakse inverterite võimendusomadusi. Stabiilsete isevõnkumiste tekkeks ja olemasoluks väljastatakse inverterid algselt alamkarakteristiku lineaarsetesse sektsioonidesse (tasemete "1" ja "0" vahel), kus inverter töötab inverteeriva võimendina. Seejärel sisestatakse positiivne tagasiside ühe või kahe kondensaatori abil.

Lihtsaim multivibraatori ahel CMOS-inverteritel.

Tagasiside takisti lülitub võimendusrežiimi
, ja selle inverteri väljundpinge peaks hoidma teist inverterit võimendusrežiimis
. Positiivne tagasiside läbi kondensaatori põhjustab kerget eneseergastust.

Ahelal on kaks dünaamilist olekut.

Pulsi periood:

Kell
saame lihtsustatud valemi:

Takisti
lülitub sisse, et piirata voolu läbi kaitsedioodide inverteri sisendis
.valida tingimuse hulgast
(com).

Impulsi laiuse sõltumatuks reguleerimiseks ja intervall võetakse kasutusele eraldi ahelad kondensaatori laadimiseks ja tühjendamiseks kasutades kahte erineva võimsusega dioodi ja takistit.

Pulsi kestus on määratletud väljendiga:

juures
.

Pulsi intervall on määratletud väljendiga:

Kuna DC FOS ei hõlma teist inverterit, on seade takistuse väärtuse jaoks kriitiline .

TTL-inverterite jaoks.

CMOS-inverterite jaoks.

Tagasiside stabiilsuse suurendamiseks katke teine inverter.

Kolme inverteri multivibraatorid on stabiilsemad.

Alalisvoolu töö stabiliseerimine toimub ühise tagasiside kaudu takisti kaudu hõlmab kolme inverterit. Positiivset operatsioonisüsteemi rakendab kondensaator .

Sageli on juhtimissüsteemides vaja kasutada välise päästikuga generaatoreid, mis sõltumata juhtsignaali esikülgede asukohast tagavad moonutusteta esimese ja viimase impulsi genereerimise ning esimese impulsi algus peab ühtima kontrollimpulsi algus.

Juhtsignaali sisend tagab impulsi sünkroonse ilmumise generaatori sisendisse, st genereerimise algus on seotud trigersignaali langemise hetkega. Lisaks on viimane impulss täiskestev, olenemata sellest, millal päästik on eemaldatud. .

Multivibraatorite sageduse stabiliseerimine

Tekkivate võnkumiste sageduse täpsus ja stabiilsus sõltub elementide täpsusest, ajalisest ja temperatuuri stabiilsusest Ja . Tekkivate võnkumiste sageduse ebastabiilsust hinnatakse suhtelise ebastabiilsuse koefitsiendiga

Kus – töö nimisagedus

– sageduse kõrvalekalle nimiväärtusest

RC generaatorid mille jaoks
pakkuda
esialgse täpsusega 5-10%.

Kvartsresonaatorite kasutamine võimaldab tagada suhtelise sageduse muutuse, mis ei ületa
. Tavaliselt kasutatakse neid kõrgematel sagedustel, kui on vaja teadaoleva ja stabiilse sagedusega võnkumisi.

Kvartssageduse stabiliseerimisega multivibraatorid teostatakse tavaliselt ajaseadistusmahtuvuse asemel kvartsresonaatori sisselülitamisega.

Kvartsresonaatori sagedust saab väikeses vahemikus muuta, ühendades sellega järjestikku väikese mahutavusega trimmeri kondensaatori.
.

Näide kristallostsillaatori ahelast, mis põhineb K561LN2 CMOS IC-l.

Sageduse täpse väärtuse saab kondensaatorite mahtuvusi valides (16-18 pF) ja (16-150 pF). inverter
vajalik standardsete ristkülikukujuliste impulsside moodustamiseks.

Takisti (2,7-20 MΩ) määrab tagasiside sügavuse ja (18…510 kOhm) – elemendi koormus
.

Sünkroonimisseade

Sünkroniseerimisseadmed on loodud käsusignaalide sidumiseks kellampulsside ilmumise hetkedega. Käsusignaali saabumisel peab selline seade valima sellise jada järgmise järgmise impulsi, mida seejärel kasutatakse sünkroniseeritud käsuimpulsina.

See tähendab, et sünkroniseerimisseade seob vastuvõtjas kõik välised juhtimpulsid (signaalid) oma selliste impulsside süsteemiga.

Tüüpiline sünkroonimisseadme diagramm näeb välja selline:

Algselt on mõlemad päästikud olekus "0". Juhtimpulsi ilmumisel
muutub olekuks "1". Seetõttu järgmine kella impulss lükkab teise päästiku ümber "1", langedes
nulli. Teine kellimpulss lähtestatakse
väärtusele "0" ja seade naaseb algsesse olekusse.

Ajastuse jaoks on vaja digitaalseid signaali viivitusahelaid O signaali levimise koordineerimine digitaalseadme erinevatel radadel. Ajastuse ebakõlad signaalide edastamisel antud radadel võivad põhjustada kriitilisi ajajooksu, mis häirib seadmete tööd. Transiidiaega mõjutavad elementide parameetrid, mille kaudu digitaalsignaale edastatakse. Neid parameetreid muutes saate muuta signaali levimisaega. Viiteaja, elektromagnetiliste viivitusjoonte, loogikaelementide ahelate muutmiseks, RC-ketid. Selliste elementide abil on võimalik saada signaalide kitsenemist, laienemist, kitsenemist nihkega sisendimpulsi esiosa suhtes jne.

Impulsi kestuse ja nihke muutmiseks esiosa suhtes kasutatakse sageli loogikaelementide loomulikku inertsust. Üks loogiliste elementide inertsiaalseid omadusi kasutav skeem on näidatud joonisel fig. 12.8. (Sarnane skeem on näidatud lõigus 3.2.3 joonisel 3.25)

Riis. 12.8. Lühikese impulsi kujundaja, millel on viivitus esiserva suhtes (a) ja ajastusskeem (b)

Iga värav loob viivituse, nii et sisendsignaali ilmnemisel muutub väljundsignaali tase pärast esimest väravat U 1 juhtub aja jooksul t zd.r. Samamoodi muutuvad pärast viiteintervalli teiste inverterite väljundsignaalid ( U 2 ,U 3). Neljanda elemendi oleku muutust tuleb analüüsida arvestades asjaolu, et siin on sisendid eraldi. Enne kui sisendsignaal jõuab loogikaelemendi ülemisse sisendisse DD 4 oli loogiline 1 ja alumine sisend oli loogiline 0. Seetõttu oli püsiseisundis ahela väljund kõrge potentsiaaliga (loogiline 1).

Pärast sisendsignaali ilmumist elemendi alumisse sisendisse DD 4 on seatud loogiliseks ühikuks, ülemine on samuti endiselt 1. Seega ahela väljundis mõne aja pärast t zd.r seatakse loogiliseks 0. Pärast kolme loogilise elemendi läbimist muudab sisendsignaal väärtust U 3 c 1 kuni 0 (see on elemendi ülemine kirje DD 4). Ahela väljundpinget arvestades t tervis elemendis DD 4 saab uuesti 1. Seetõttu genereerib vooluahel sisendsignaali tõusvast servast lühikese impulsi kestusega 3. t zd.r nihkega esiserva suhtes võrra t zd.r. Sisendsignaali tagumine serv ei põhjusta väljundis ahela oleku muutust, kuna selleks ajaks, kui elemendi ülemisse sisendisse ilmub 1 DD 4 põhjas on juba olemas 0. Seetõttu salvestatakse 1 väljundis kuni järgmise sisendimpulsini. Käimasolevad protsessid ilma impulsifrontide kestust arvestamata on toodud ajastusdiagrammil (joon. 12.8, b). Ahela genereeritud signaal on madal.

Kui konjunktor DD 4 diagrammil (joonis 12.8, A) asendatakse disjunktoriga ja inverterite arv muudetakse ühtlaseks, siis laiendab ahel sisendimpulsse ajavahemiku võrra, mis on võrdne nt zd.r, kus n on inverterite arv viivitusahelas. Impulsilaiendi skeem ja selle töö ajastusskeem on näidatud joonisel fig. 12.9.

Riis. 12.9. Impulsilaiendusahel ( A) ja ajastusskeem ( b)

Ajastusskeemilt on näha, et väljundimpulsi kestus on 4 võrra suurem kui sisendi kestus t zd.r.

Lühidalt vaadeldakse vaid mõnda järjestikuste impulsside kujundajate skeemi. Lisateavet leiate aadressilt.

üksikud vibraatorid

Üksikud vibraatorid (ootel multivibraatorid) kuuluvad regeneratiivsete ahelate rühma. See impulssseadmete klass genereerib etteantud kestusega ajaintervalle määramata (kuid piisavalt lühikese) kestusega (kuid mitte rohkem kui genereeritud impulsi kestusega) käivitavast sisendimpulsist. Ooterežiimi multivibraatori rakendamiseks peab ühest suurema võimendusega seade olema kaetud regeneratiivse (positiivse) tagasisidega.

Üks võimalikest üksikute vibraatorite skeemidest on näidatud joonisel fig. 12.10, A. Üksik vibraator on üles ehitatud kahele 2I-NOT tüüpi loogilisele elemendile positiivse tagasiside sisseviimisega (teise elemendi väljund on ühendatud esimese sisendiga).

Algolekus elemendi väljundis DD 2 on tase 1 ja elemendi väljundis DD 1 on loogiline 0, kuna selle mõlemal sisendil on 1 (käivitusimpulsid tähistavad negatiivset pingelangust). Kui sisendisse saabub käivitav negatiivne pingelang, ilmub esimese elemendi väljundisse tase 1. Positiivne langus üle mahtuvuse KOOS läheb teise elemendi sisendisse. Sel juhul hakkab mahtuvus C laadima läbi takisti R. Element DD 2 inverteerib selle signaali ja tase 0 juhitakse tagasisideahela kaudu elemendi teise sisendisse DD 1. Väljalaskekaup DD 2 hoitakse tasemel 0 seni, kuni takisti pingelangus R ei lange U poorid kondensaatori laadimise protsessis KOOS(Joonis 12.10, b). Ühe vibraatori väljundimpulsi kestuse saab määrata avaldise abil

Riis. 12.10. Üks vibraatorahel ( A) ja ajastusskeem ( b)

t ja = C (R + R välja) ln(U 1 /U siis),

Kus R välja - esimese elemendi väljundtakistus; U poor on loogikaelemendi lävipinge.

Vaadeldavat skeemi saab rakendada nii TTL-mikroskeemidel kui ka CMOS-struktuuridel. Iga loogikatüübi eripära seab aga omad tingimused. Üksikute vibraatorite ehitamiseks saate kasutada täiendavate sisenditega plätusid S a ja R ja nende sundpaigaldamiseks ühe- ja nullseisundis.

Üksikuid vibraatoreid toodetakse iseseisvate mikroskeemide kujul. TTL-seeria osana on mitu ooterežiimi ja juhitava multivibraatori mikrolülitust. Üksikute vibraatorite eeliseks mikrokiibi disainis on väiksem kinnituste arv, suurem ajaline stabiilsus ja laiem funktsionaalsus. Need mikroskeemid hõlmavad üksikuid vibraatoreid K155AG1 ja K155AG3, mis on osa CMOS-seeriast - 564AG1, 1561AG1. Selliste mikroskeemide tööd on üksikasjalikult kirjeldatud kirjanduses.

Etteantud kestusega impulsside saamiseks saab kasutada loendureid. Digitaalsed üksikud vibraatorid on ehitatud loendurite baasil. Neid kasutatakse siis, kui ajavahemik peab olema väga suur või seatakse kõrged nõuded kujunenud intervalli stabiilsusele. Sel juhul piirab vastuvõtmise minimaalset kestust ainult kasutatud elementide kiirus ja maksimaalne kestus võib olla mis tahes (erinevalt skeemidest, mis kasutavad RC-ketid).

Digitaalse üksiku vibraatori tööpõhimõte põhineb sellel, et päästik lülitatakse sisse sisendsignaali abil ja lülitub välja pärast loenduri teisendusteguriga määratud ajavahemikku. Joonisel fig. 12.11 näitab ahela näidet etteantud kestusega impulsi saamiseks loenduri abil.

Üksiku vibraatori tööd illustreerivad diagrammid, joonisel fig. 12.11, b. Algoleku päästik DD 2 ümberpööratud väljundis on kõrge tase, mis sisendis R seab loenduri DD 1 nullseisundisse. Pärast sisend- (käivitus-) impulsi saabumist U in = 1 hetkel t 1 päästik on seatud ühte olekusse. Samal ajal seatakse selle ümberpööratud väljundile madal tase, mis võimaldab lugeda impulsse programmeeritavale loendurile. DD 1. Impulsside loendamine generaatorist G jätkub kuni programmeerimissisendite poolt määratud väärtuseni. Pärast määratud arvu impulsside loendamist genereeritakse loenduri väljundis kõrgetasemeline signaal U CT(hetk t 2) mis tagastab päästiku DD 2 nullseisundisse. Sel juhul seatakse päästiku pöördväljund taas kõrgele tasemele ja loendur naaseb algsesse olekusse.

Riis. 12.11. Struktuuriskeem ( A) ja ajastusskeemid

(b) digitaalne üksik vibraator

Selliste skeemide tavaline puudus on juhuslik viga, mis on seotud peamise ostsillaatori faasi meelevaldsusega käivitamise ajal. Viga võib ulatuda taktsageduse perioodini ja väheneb generaatori sageduse suurenedes. Seda puudust saab kõrvaldada generaatori kontrollitud käivitamisega ahelatega (generaator lülitub sisse, kui ilmub päästikuimpulss).

Programmeeritava jaotussuhtega loendurite kasutamine ühe vibraatori osana võimaldab saada mis tahes kestusega impulsi. Kiip 564IE15 koosneb näiteks viiest lahutavast loendurist, mille loendurid on programmeeritud kahendandmete paralleelse laadimise teel. Väljundimpulsi kestuse suurem stabiilsus on tagatud kvartskella ostsillaatori kasutamisega.

Riis. 12.8. Lühikese impulsi kujundaja, millel on viivitus esiserva suhtes (a) ja ajastusskeem (b)