Цифровые устройства и микропроцессорные системы. Задачи и упражнения: Учебное пособие (Представление чисел и арифметические операции в цифровых устройствах. Микропроцессорные устройства и системы на базе МП КР580ВМ80), страница 28

В формирователе прямоугольных импульсов из перепадов напряжения (рис. 4.10) длительность формируемых импульсов определяется соотношением

,                                                                                                                                     (4.1)

где t_{з ср} – задержка в одном элементе; т – число элементов в цепи задержки.

При использовании элементов НЕ (И-НЕ; ИЛИ-НЕ) число элементов должно быть четным.

Рис. 4.10. Схема формирователя прямоугольных импульсов из перепадов напряжения

Рис. 4.11. Схема формирователя прямоугольных импульсов с интегрирующей цепью задержки цепью задержки

При использовании в формирователе импульсов интегрирующей цепи задержки (рис. 4.11,а), основные соотношения следующие длительность формируемых импульсов при R << R_кр.

,                                                                                                                                   (4.2)

где U¹ – уровень, соответствующий логической единице; U_nop – пороговое значение входного напряжения логического элемента (напряжение, при котором элемент переходит из одного состояния в  другое), время  восстановления исходного состояния

t_вос @ 3R_огрC;                                                                                                                                              (4.3)

минимальное значение напряжения на входе элемента Э₂

,                                                                                                           (4.4)

где R_б – сопротивление в цепи базы многоэмиттерного транзистора элемента Э₂; Е_П – напряжение источника питания; u_бэм – напряжение между базой и эмиттером многоэмиттерного транзистора при открытом эмиттерном переходе ( u_бэм @ 0,8 В);

минимально допустимое значение сопротивления

,                                                                                                                                      (4.5)

где n – коэффициент разветвления по выходу элемента ;

.

Максимальное значение сопротивления

.                                                                                                (4.6)

Формула (4.6) пригодна для схемы на элементах с характеристикой передачи, не имеющей участка с коэффициентом усиления k @ 1 (рис 4.12, а) При наличии участка k @ 1 в формулу (4.6) вместо U_пор нужно подставить U' (рис 4. 12.6).

В задачах используются элементы серий 155 и 134. При необходимости формирования импульсов с более короткими фронтами следует использовать ТТЛ-элементы с диодами Шотки (см. приложение 1)

Рис 4 12 Передаточные характеристики ТТЛ-элементов

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

4.10. Выбрать серию ТТЛ-элементов и определить их число в схеме, изображенной на рис. 4.10 и предназначенной для формирования импульсов отрицательной полярности из перепадов напряжения. Параметры выходных импульсов: t_и = 0,9мкс; =100 нс. Для ориентировочного выбора элементов считать, чтодлительность фронтов, создаваемых логическим элементом  не превышает среднего времени задержки элемента .

4.11. Как следует изменить схему, приведенную на рис. 4.10, чтобы она была пригодна для формирования импульсов положительной полярности? Определить параметры схемы для формирования импульсов длительностью = 0,9 мкс  = 20нс.

4.12. В формирователе прямоугольных импульсов из перепадов напряжения (рис. 4.11,а), собранном на элементах серии 134, увеличили в два раза сопротивление резистора R. При этом R < R_кр. Как изменятся временные диаграммы u_вх2(t), и_вых(t), длительность формируемых импульсов (качественно)?

4.13. Решить задачу 4.12 при условии R < R_Kp < 2R.

4.14. В формирователе прямоугольных импульсов из перепадов напряжения (рис. 4.11) увеличили в два раза емкость конденсатора С. Как изменятся временные диаграммы u_вх2(t), и_вых(t) и длительность формируемых импульсов t_и?

4.15. В формирователе прямоугольных импульсов (см. рис. 4.11) произошло короткое замыкание диода. Как при этом изменится длительность формируемых импульсов?