Генераторы и формирователи импульсов на логических элементах (Лабораторная работа № 15), страница 2

Формирователи коротких отрицательных импульсов (иголок) показаны на рис. 15.3 и 15.4. В одновибраторе (рис. 15.3, а) на входы элемента DD1.2 поданы взаимно инверсные сигналы с входа и выхода инвертора DD1.1, поэтому в статическом режиме сигнал на выходе устройства всегда равен единице. Сигнал "0" появляется при переходе входного сигнала из нуля в единицу. При этом пока происходит переключение инвертора DD1.1 (время переключения порядка 10 нс), на оба входа DD1.2 будет подан сигнал «1». Длительность выходного импульса можно увеличить за счет задержки при разряде конденсатора с постоянной времени τ = RС (рис. 15.3, б) или включением большего числа (обязательно нечетного) инверторов между входом устройства и выходным ЛЭ (рис. 15.4, а).

Формирователи-расширители импульсов представлены на рис. 15.5 и 15.6. С приходом короткого отрицательного импульса оба ЛЭ переключаются одновременно, однако их возврат в исходное состояние задерживается на время t_и ≈ 0.7 RС. Более крутые фронты выходного импульса обеспечивает одновибратор на основе D-триггера, работающего в счетном режиме (рис. 15.7).

Рассмотренные формирователи импульсов находят широкое применение в цепях установки нуля (сброса) различных последовательностных и комбинационных логических схем; для управления буферными каскадами типа ОЗУ; в качестве задатчиков временных меток и интервалов для устройств отображения и вывода информации; в цепях синхронизации с циклическим или повторяющимся управлением и т.п.

Формирователи напряжения прямоугольной формы типа триггера Шмитта (рис. 15.8 и 15.9) применяются для получения импульсного сигнала из произвольного входного сигнала (рис. 15.8, б).

В схеме на рис. 15.8, а R1 в качестве ПОС включен в цепь питания, в провод, соединяющий микросхему с общей шиной. В схеме на рис. 15.9, а ПОС на резисторах R1-R2 позволяет регулировать гистерезис переключения.

Удобны в применении специальные интегральные схемы формирователей. Например, микросхема К155ТЛ1 содержит два триггера Шмитта с четырехвходовыми ячейками И на входе (рис. 15.9, б). Ширина петли гистерезиса триггеров равна 0.4 В, т.к. пороговые уровни включения и выключения составляют 1.5 В и 1.1 В соответственно. Генератор импульсов на триггере Шмитта можно получить введением RС-цепочки в схему на рис. 15.9, б, со значениями сопротивления 240 Ом < R<600 Ом для схем ТТЛ или 20 кОм < R<5 МОм для схем КМОП.

Формирователи импульсов от механических контактов. Довольно часто возникает задача формирования четкого перехода или короткого импульса при срабатывании реле или другого механического переключателя. Применение в таких случаях простых механических ключей невозможно из-за наличия у них дребезга контактов ‑ многократного перехода в течение короткого времени от замкнутого состояния к разомкнутому и обратно. В результате дребезга контактов образуются импульсные помехи, нарушающие работу импульсных устройств. Для устранения влияния дребезга применяют специальные устройства.

Простейший -триггер (рис. 15.10) можно использовать для формирования одиночных перепадов напряжения. Сигнал «нуль», прикладываемый с помощью переключателя к одному из входов триггера, опрокидывает его. Причем при каждом срабатывании переключателя триггер реагирует на первое же замыкание контактов и последующая вибрация уже не изменяет его состояния.