 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Схемы нормализации импульсов
Задача нормализации импульсов возникает, когда длительность фронта (или спада) импульса велика и может привести к существенным нарушениям во временной последовательности сигналов при функционировании устройства. В простейшем случае при не очень пологих фронтах сигналов (50¸200 нс для ТТЛ) для увеличения крутизны можно обойтись 2-3 последовательно включенными одновходовыми логическими элементами, помня о том, что логические элементы обладают пороговыми свойствами и достаточно большим коэффициентом усиления по напряжению. При более пологих фронтах (больше 200 нс) используют специальные схемы нормализации фронтов. Одна из таких схем – триггер Шмитта. Эта схема имеет строго фиксированное пороговое напряжение, большой коэффициент усиления и малую протяженность линейного участка на передаточной характеристике. Одна из схем триггера Шмитта представлена на рис. 12.1.
а б в Рис. 12.1. Триггер Шмитта: а – функциональная схема; б – преобразование входного сигнала; в – условное графическое обозначение
Триггер Шмитта представляет собой импульсное устройство с двумя устойчивыми состояниями. Особенность триггера в том, что он реагирует (меняет свое состояние) при определенном значении входного напряжения Uвх. Значения входного сигнала для перехода от высокого напряжения на входе к низкому и от низкого к высокому различны (Uвх1 > Uвх2). Разность между этими напряжениями называют напряжением гистерезиса. Схема работает следующим образом: когда Uвх < Uвх1 (Uвх1 » 1,31 и определяется напряжением отпирания диода) на обоих входах логического элемента DD2 напряжение низкого уровня, а на выходе – высокого уровня. Поскольку выход элемента DD2 соединен с входами элемента DD1, на выходе постоянно действует Uвых низкого уровня. Это состояние триггера устойчиво. С ростом Uвх диод VD1 отпирается и, когда Uвх достигает значения Uвх1 (момент времени t1), элемент DD2 переключится – на его выходе будет напряжение низкого уровня, а на выходе DD1 появится высокий уровень. Через резистор R2 это напряжение поступает на вход элемента DD2 и диод VD1 оказывается запертым, т. е. входы DD2 теперь разделились. Это устойчивое состояние триггера Шмитта сохраняется, пока Uвх > Uвх2. Когда напряжение Uвх станет меньше Uвх2, на выходе элемента DD2 снова появится напряжение высокого уровня, а на выходе DD1 – низкого уровня, т. е. триггер Шмитта вернется в исходное состояние. При этом уровень Uвх2 определяется характеристиками (порогом срабатывания) нижнего входа микросхемы DD2. Оптимальное сопротивление резистора указано на схеме. Изменением величин резисторов R1 и R2 можно менять в небольших пределах оба напряжения порога. Величина резистора R1 влияет только на Uвх2. Выводы: · Простейший триггер Шмитта может быть собран с помощью двух логических элементов И-НЕ. · Триггер Шмитта служит для получения прямоугольных импульсов из сигналов, меняющихся по амплитуде, или для увеличения крутизны пологих фронтов импульсов. · Триггер Шмитта характеризуется наличием области гистерезиса, обусловленной различием в порогах переключения. Этой областью можно управлять. Примером триггера Шмитта в микросхемном исполнении может служить К155ТЛ1 [11, 17]. На входе схемы имеется четырехвходовый логический элемент. Наличие дополнительных входов позволяет с помощью внешних сигналов управлять работой триггера.
Поиск по сайту: |
