Одновибраторы

Одновибратор (ждущий мультивибратор) – устройство, предназначенное для формирования под действием входных сигналов одиночных прямоугольных импульсов заданной амплитуды и длительности.

Отличительной особенностью одновибраторов является наличие хронирующей (времязадающей) цепи и обратной связи, обеспечивающей регенеративные (лавинообразные) процессы переключения. Этим достигается большая крутизна фронтов выходных импульсов.

Длительность выходного импульса: при

Для КМОП ИС разброс значений U_пер имеет следующие значения:

. Поэтому типичное значение длительности формируемого импульса

Для уменьшения влияния разброса значений U_пер на длительность формируемого импульса используют схемы с двумя времязадающими цепями.

Если постоянные времени обеих времязадающих цепей одинаковы: , то

При максимальном разбросе U_пер от 0,33 U_ип до 0,67 U_ип изменение длительности импульса не превышает 9%.

Для построения одновибраторов можно использовать также триггеры различных типов.

Одновибратор на D – триггере работает следующим образом. При подаче на вход С сигнала запуска Т₂ устанавливается в единичное состояние, в котором начинается заряд емкости С. При достижении на емкости напряжения U_c=U_пер Т₂ переходит в состояние 0 и начинается ускоренный разряд емкости С через открытый диод VD и низкоомное выходное сопротивление Т₂.

Длительность формируемого импульса Т=0,693RC.

Включая последовательно два одновибратора можно создать временной сдвиг выходного импульса относительно фронта пускового.

Цепочка R1C1 создает задержку выходного импульса на время Т1, а цепочка R2C2 обеспечивает его длительность, равную Т2. Задержка Т1=0,693 R1C1; Т2=0,693 R2C2

Минимальные значения сопротивления R ограничено максимально допустимым выходным током триггера.

Для КМОП ИС R_min=20кОм (R_max=10 20 МОм)

Для ТТЛ ИС R_min=2кОм; R_max=40 кОм.

В сериях интегральных микросхем имеются самостоятельные изделия – одновибраторы, которые представляют собой законченный функциональный узел за исключением времязадающей цепи.

Преимущества состоят в большей временной стабильности выходных импульсов и более широких функциональных возможностях (возможность работы в режиме перезапуска) Пример: К555АГ3; К561АГ1.

Формирователи импульсов от механических контактов

При проектировании цифровых устройств часто возникает задача формирования чёткого перехода (0,1 или 1,0) или короткого прямоугольного импульса при срабатывании реле, кнопки или другого механического контакта.

Сигнал с помощью механического переключателя формируется путём замыкания – размыкания электрической цепи:

В исходном состоянии с выхода снимается потенциальный сигнал U_ип (логич. «1»), а в момент касания контактов уровень становится равным «0».

Специфика механического переключателя заключается в том, что его срабатывание сопровождается дребезгом контактов (многократный переход в течении короткого времени от замкнутого состояния к разомкнутому и обратно). Это приводит к формированию пачки импульсов вместо желаемого одиночного импульса или перепада потенциала. Длительность дребезга обычно составляет 8-12 мкс.

Для устранения дребезга в получаемом сигнале на выходе механического переключателя устанавливают специальные формирователи:

1. Использование RS-триггера.

Сигнал «0» прикладываемый к одному из входов триггера опрокидывает его. Причём при срабатывании переключателя триггер реагирует на первое замыкание, и последующие импульсы дребезга не изменяют его состояния.

2. Использование D-триггера.

Отличие данного формирователя состоит во временной привязке момента появления выходного сигнала с внутренними процессами устройства, для которого этот сигнал формируется, т.е. к его системе тактовых импульсов.

Для работоспособности формирователя необходимо, чтобы период следования текстовых импульсов был больше времени дребезга (Т_т>Т_др).

3. Получение импульса, а не перепада напряжения.

При замыкании SA. Конденсатор С быстро разряжается через резистор R2. На выходе формируется импульс. длительность которого определяется постоянной времени R2C.