Цифрова електроника, страница 9 от 32
Формователи и генератори на импулсни сигнали
Закъснителна схема на базата на интегрираща схема
Наред с описаните по-рано формирачи и генератори на сигнали, базирани на операционни усилватели, широко се използват схеми, базирани на логически елементи. Електрическите параметри на входните и изходните сигнали на такива схеми се определят от видовете интегрирани логически елементи, използвани в тях и следователно тези схеми се използват широко като синхронизиращи, генериращи и синхронизиращи възли в цифровата електроника. Разгледайте схемата и принципите на работа на някои от тези вериги.
Схемата за забавяне, базирана на интегрираща RC верига и логически елементи (инвертори), е показана на фиг. 3.1.
Ориз. 3.1. Закъснителна схема на базата на интегрираща схема и логически елементи.
Ще приемем, че веригата използва елементи от тип TTL, входното напрежение на цялата верига идва от изхода на подобен елемент от тип TTL и серийната верига на VD диода и резистора Rlimit не е включена във веригата. В първоначалното състояние на входа на веригата действа логическо нулево напрежение E0. За елементи от тип TTL E0=0,2 V, E1=3,5 V, Upor=1,5 V. За да определите напрежението на кондензатора в първоначалното състояние, разгледайте входната верига на логическия елемент (фиг. 3.2):
Ориз. 3.2. Входна интегрираща схема с TTL логически елемент.
За тази верига можем да напишем
,
.
В момент t1 напрежението Uin става равно на нивото на логическата единица E1. Кондензаторът започва да се зарежда през резистора R и в момент t2 напрежението върху кондензатора достига стойност Uthr, при което се задейства логическият елемент LE1, а оттам и LE2 (фиг. 3.3).
За стойността на забавянетопреден фронт на входния импулс, имаме
.
След заместване на стационарните стойности на uc(t), получаваме
.
Ориз. 3.3. Времева диаграма на работата на веригата за закъснение на базата на интегрираща схема.
Тъй като зареждането на кондензатора се извършва през резистора R, тогава. Очевидно за формиране на закъснение, различно от нула, трябва да е изпълнено условието UС0 0 out, което ще доведе до повишаване на напрежението на изхода на предходния елемент. Въпреки това, тъй като кондензаторът се разрежда много бързо, токът на разреждане не води до термично разрушаване на изходния транзистор на предишния логически елемент.
В случай на използване на елементи от типа CMOS можете да приемете: , и . По този начин за забавянето на предния ръб получаваме
.
В този случай tset2 се определя по същата формула, т.е. .
Когато се използват елементи от тип CMOS, трябва да се обърне специално внимание на големината на токовете на зареждане и разреждане на кондензатора, които протичат през изходните транзистори на предишния логически елемент и не трябва да надвишават стойността на mA.