Одновібратори на логічних елементах.

На рис. 15.15,а показана схема одновібратора (очікуючого мультивібратора), тотожна узагальненій схемі (рис. 15.12). Відмінність складається лише в тому, що підсилювач, що неінвертує, тут представлений двома послідовно з'єднаними ЛЕ И-НІ. Крім того, що запускає сигнал подається на окремий вхід ЛЕ2.

Для нормальної роботи формувача необхідно щоб, з одного боку, при переключеннях резистор не шунтував вихід ЛЕ2, тобто . З іншого боку, через наявність вхідного струму, що випливає, ЛЕ1 на резисторі створюється спадання напруги U1_исх, що зменшує зсув передатної характеристики ЛЕ1. Отже, повинне виконуватися нерівність: . У противному випадку можливі автоколивальний режим або відбудеться втрата працездатності. Дійсно, при дуже великому опорі R елемент ЛЕ1 знаходиться у включеному стані ( ), і запуск формувача неможливий.

Зі схеми вхідного кола ЛЕ1 (рис. 15.16) і вище викладеного випливає:

(5.7)

Звідси

(5.8)

З огляду на, що , , , вираз (5.8) наближається до виду . На практиці опір R вибирають таким, щоб .

Отже, у вихідному стані , тому . На вході запуску , отже, . У момент часу t₁ надходить сигнал, що запускає, (рис. 15.15,б). Елемент ЛЕ2 виключається. Його вихідний перепад через конденсатор передається на вхід ЛЕ1, що включається. Рівень подається на вхід ЛЕ2, забезпечуючи виключений стан його і після закінчення сигналу, що запускає. Звідси випливає, що мінімальна тривалість останнього складає .

Після запуску одновібратора настає режим квазистійкого стану, при якому відбувається заряд конденсатора з виходу ЛЕ2 через резистор R. Вхідний струм ЛЕ1 при цьому практично дорівнює нулеві. Тому постійна часу заряду . В міру заряду конденсатора струм, що протікає через його, і обумовлене їм спадання напруги на резисторі зменшуються, прагнучи до нуля. Коли досягає граничного рівня (t = t₂), відбувається зворотне переключення одновібратора: ЛЕ1 виключається, ЛЕ2 включається. Настає етап відновлення вихідного стану − розряд конденсатора. При наявності антидзвінних діодів спочатку розряд відбувається через них, причому швидко, а потім (після запирання діодів) − вхідним струмом ЛЕ1 і струмом, що протікає через резистор R .

Таким чином, з часових діаграм (рис. 15.15,б) випливає, що тривалість формованого імпульсу

(5.9)

а час відновлення вихідного стану схеми

Даний одновібратор використовується для формування імпульсів тривалістю десятки-сотні наносекунд. Верхня межа обмежена ємністю конденсатора, що є причиною енергії, що додатково розсіюється, логічним елементом ЛЕ2 протягом часу відновлення, коли антидзвонні діоди відкриті. При великій ємності ЛЕ1 може вийти з ладу.

Помітимо, що тривалість імпульсу на виході ЛЕ1 не залежить від тривалості імпульсу, що запускає , але на виході ЛЕ2 вона дорівнює , якщо більше розрахункового значення (5.9).

Основний недолік одновібратора − залежність від температури і напруги живлення. При типових для практики змінах робочої температури і напруги живлення нестабільність може досягати 25%.

Ще один широко розповсюджений схемотехнічний прийом побудови одновібраторів показаний на рис. 15.17. Регенеративні процеси забезпечуються за рахунок позитивного зворотного зв'язку в RS-тригері, а тривалість формованого імпульсу − затримкою сигналу установки тригера у вихідний стан.

На рис. 15.18,а приведений приклад реалізації такого одновібратора на ЛЕ ТТЛ І-НЕ, а на рис. 15,18,б − часові діаграми його роботи. У вихідному стані елементи ЛЕ2 і ЛЕ3 виключені, а ЛЕ1 − включений. Конденсатор заряджений до напруги . При надходженні сигналу, що запускає, відбувається переключення логічних елементів і починається розряд конденсатора через резистор і вихід ЛЕ3. Напруга зменшується з постійної часу τ ≈ RC, прагнучи до нуля. При досягненнірівня відбувається зворотне переключення ЛЕ і відновлення вихідного заряду конденсатора. Таким чином, тривалість формованого імпульсу

а час відновлення

Поиск по сайту: