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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Expansores de pulso. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante En los sistemas de transmisión de información, para debilitar la influencia de las fluctuaciones aleatorias, así como para el control en los dispositivos de automatización, a menudo es necesario obtener pulsos más amplios de cierta duración a partir de pulsos cortos. Esta tarea se implementa fácilmente utilizando un multivibrador de respaldo (one-shot). Un monoestable es un circuito disparador que genera un solo pulso bajo la influencia de una señal de control externa. Esto implica que el pulso generado excede la duración del que lo activa. Normalmente, se utiliza uno de dos métodos de generación de impulsos: analógico o digital. El más simple es analógico: se utiliza el proceso de recarga del condensador.
Arroz. 1.9 Formador de pulso ancho usando un disparador Schmitt Un ejemplo de dicho circuito se muestra en la Fig. 1.9. Para el correcto funcionamiento de este monovibrador, es necesario que la duración del pulso de activación de entrada sea lo suficientemente larga como para que el condensador tenga tiempo de descargarse por completo. Una vez finalizado el pulso de activación, el condensador se carga a través de una resistencia a la tensión de alimentación. En este caso, tan pronto como el voltaje alcance Uthr, el elemento D2.1 conmutará. En este caso, la duración del pulso de salida (ti) depende de los valores de la capacitancia y resistencia instaladas en el circuito de sincronización. Una fórmula simplificada le permite calcular aproximadamente la duración del pulso:
Arroz. 1.10. Áreas de niveles de señal aceptables en la entrada de microcircuitos MOS. Teniendo en cuenta la dispersión de los valores de tensión umbral de conmutación (Uthr), la duración del impulso puede tomar valores desde tmin=0,4RC hasta tmax=1,11RC. Normalmente, los monovibradores utilizan LE de un cuerpo (cristal). En este caso, el diferencial de la Unop resulta insignificante y podemos tomar ti=0,69RC. Esta relación se utiliza para determinar la duración del pulso en la mayoría de los circuitos, Fig. 1.11...1.18. Los diagramas de voltaje explican los procesos de formación del pulso de salida. Los circuitos que se muestran en la misma figura son similares en lógica de funcionamiento y tienen el mismo diagrama de voltaje en los puntos de control.
Arroz. 1.11. Vibrador individual con un circuito de temporización
Arroz. 1.12. Vibrador simple basado en flip-flop RS
Arroz. 1.13. Solo vibrador en el frente de la señal de entrada
Arroz. 1.14. solo vibrador
Arroz. 1.15. Formadores de pulso después del final de la señal de disparo.
Fig. 1.16 Formadores de pulsos
Fig. 1.17 Formadores de pulsos
Arroz. 1.18 Vibradores individuales con dos circuitos de temporización A diferencia de la versión más simple (Fig. 1.9), los diagramas que se muestran en la Fig. 1.11...1.14 no son sensibles a la duración del pulso de entrada, razón por la cual se utilizan más ampliamente en equipos. Esquemas, fig. 1.9, 1.15...1.17, la propiedad de reinicio es inherente, es decir, si durante la formación del pulso de salida aparece otro disparador, entonces la cuenta regresiva de la duración del pulso generado comenzará de nuevo desde el momento en que finaliza el último disparador. Los diodos utilizados en los circuitos aceleran el proceso de recarga del condensador, lo que reduce la posibilidad de ruido impulsivo en la salida del LE. Para garantizar que la resistencia de salida del LE no afecte la precisión del cálculo y tampoco sobrecargue la salida, la resistencia R1 debe tener una potencia nominal de al menos 10... 20 kOhm. Para ignorar la capacitancia de la instalación en los cálculos, la capacitancia mínima C1 puede ser 200... 600 pF. Para obtener una alta estabilidad de temperatura del intervalo de tiempo, la clasificación de R1 debe ser < 200 kOhm y el condensador no debe tener más de 1 μF. El uso de condensadores electrolíticos aumenta la inestabilidad del intervalo de tiempo. Para reducir la influencia de la dispersión de los valores de Unop en la duración del pulso generado, se pueden utilizar circuitos con dos circuitos de temporización (Fig. 1). Si las constantes de tiempo de ambos circuitos de sincronización son las mismas, entonces con una extensión máxima de los valores de Unop de 18 Upit a 0 Upit, el cambio en la duración del pulso generado no supera el 33%. Ejecución de monovibradores en un flip-flop RS, Fig. 0,69. 9 y 1. 19, permite tener dos entradas de disparo separadas (en el flanco anterior del pulso), así como recibir inmediatamente un pulso directo y un pulso con inversión en las salidas. Otra ventaja de los flip-flops RS de un solo disparo es la capacidad de dispararse desde un voltaje de entrada que varía lentamente.
Arroz. 1.19. Multivibradores en espera: a) con gatillo D; b) en un disparador JK, c) con mayor estabilidad cuando cambia la fuente de alimentación
Figura 1.20. Multivibradores en espera con pendiente de pulso de salida aumentada a) en un gatillo D; b) en un flip-flop JK La duración de los pulsos de disparo suministrados a la entrada S debe ser menor que la generada (el modo en el que un "1" lógico está presente simultáneamente en las entradas S y R está prohibido). En la entrada C, la duración del pulso de activación puede ser cualquiera. El diodo VD1 acelera la descarga del condensador a través de la salida del disparador y le permite aumentar la frecuencia de los pulsos del disparador (su uso reduce el tiempo de recuperación del circuito). La duración de los pulsos generados es aproximadamente t = 0,69R1C1. El valor mínimo de la resistencia R1 está limitado por la corriente de salida máxima permitida del disparador. Puede cambiarse entre 20 kOhm...10 MOhm, mientras que la duración del pulso cambiará 500 veces. El cambio simultáneo en los valores de R1 y C1 le permite ajustar la duración del pulso dentro de cuatro órdenes de magnitud. Esquema en la Fig. 1.19 V proporciona pulsos más estables cuando cambia el voltaje de suministro (se puede ensamblar un circuito similar usando flip-flops JK). Para aumentar la pendiente de los pulsos de salida, se utilizan los circuitos que se muestran en la Fig. 1.20, pero en ellos los condensadores C1 deben ser apolares. En este caso, la duración del pulso generado en los mismos valores del circuito RC que en los circuitos de la Fig. 1.18, resulta ser aproximadamente 2 veces más grande.
Figura 1.21. Multivibrador de reserva con mayor estabilidad Mejor estabilidad al cambiar la tensión de alimentación en comparación con las que se muestran en la Fig. 1.19 las opciones las proporciona el circuito de un solo disparo en dos flip-flops, Fig. 1. 21. Además, en este caso, la conexión de la carga no afecta la duración de los pulsos generados. El circuito consta de dos monovibradores que tienen una entrada de disparo común, pero producen pulsos de diferentes duraciones en salidas independientes. Los pulsos en la salida 5 serán casi independientes de la tensión de alimentación.
Arroz. 1. 22 esquemas de modeladores de pulso retardado. Se puede implementar un monovibrador universal en espera en un microcircuito especialmente diseñado para este propósito (Fig. 1. 22a). En un paquete 564AG1 (1561AG1) hay dos monovibradores de disparo único que, dependiendo de la combinación de señales de control en la entrada, tienen la propiedad de activarse convencionalmente en un flanco ascendente (entrada S1) o en un flanco descendente (S2), y también se puede reiniciar si es necesario. La entrada R tiene prioridad sobre otras entradas y establece el valor de la señal Q=0 (si no se utiliza la entrada R, se conecta a +Upit). La duración de la señal generada (ti, Q=1) la establece el circuito RC externo correspondiente: ti=0,5RC para C>0,01 μF. El diagrama que figura en el libro de referencia [L8] le permite determinar con mayor precisión.
Arroz. 1. 23 Multivibrador en espera en un gatillo con capacidad de reiniciarse.
Arroz. 1. Multivibrador de 24 modos de espera con capacidad de reinicio. Si es necesario reiniciar el disparador de un solo disparo, en caso de que llegue el siguiente pulso de entrada durante la formación del intervalo, entonces el circuito de la Fig. 1.23 le permite aumentar la duración del pulso de salida iniciando el conteo desde el momento en que finaliza la señal de disparo. Un diagrama similar se muestra en la Fig. 1. 24. Cuando la entrada es lógica. "0", el condensador se carga al valor de la tensión de alimentación (log. "1"). Cuando llega un pulso de disparo con una duración suficiente para descargar el condensador, el disparador se reiniciará y generará un pulso. La duración de este pulso, después del final de la señal de entrada, está determinada por el tiempo necesario para cargar el condensador al nivel logarítmico. "1".
Arroz. 1.25 Multivibrador en espera con pendiente aumentada de pulsos de salida. El circuito (Fig. 1.25), a diferencia de lo anterior, permite obtener flancos de señal más pronunciados en las salidas del disparador. La segunda ventaja de este circuito es que al final del pulso generado, el condensador se se descarga rápidamente a través del diodo desde el nivel Uthr en lugar de recargarse al nivel de suministro (E ). Debido a esto, el siguiente pulso de disparo puede ser significativamente más corto, mientras se mantiene el tiempo de recuperación cero. El segundo método La obtención de un pulso de la duración requerida está asociada al uso de contadores - monoestables digitales. Se utilizan cuando el intervalo de tiempo debe ser muy grande o existen grandes exigencias sobre la estabilidad del intervalo generado. En este caso, la duración mínima obtenida está limitado únicamente por la velocidad de los elementos utilizados, y la duración máxima puede ser cualquiera (a diferencia de los circuitos que utilizan circuitos RC).
Arroz. 1. 26 One-shot digitales en un contador programable. El principio de funcionamiento de un monoestable digital se basa en encender el disparador mediante una señal de entrada y apagarlo después de un intervalo de tiempo determinado por el factor de conversión del medidor. El uso de contadores con un coeficiente de división conmutable en un dispositivo de un solo uso, Fig. 1.26, te permite recibir un impulso de cualquier duración. El chip 564IE 15 consta de cinco contadores sustractivos, cuyos módulos de recálculo se programan mediante carga paralela de datos en código binario. Se necesitan tres ciclos de reloj para cargar números en los contadores, por lo que puede configurar el factor de división N>3 [L2].
La tabla muestra los coeficientes de división máximos posibles dependiendo del valor de M. Para valores de M=0, está prohibido contar. La señal en la entrada S controla los modos de conteo periódico (0) y único (1). El código binario para diferentes valores del módulo M se toma de la Tabla 1.3 (# - prohibición de contar, x - cualquier estado, "0" o "1" lógico). El factor de división general del microcircuito está determinado por la fórmula: N=M(1000P1+100P2+10P3+P4)+P5 . Cuando un monoestable digital funciona con una frecuencia de reloj de autooscilador de cuarzo, se garantiza una mayor estabilidad de la duración del pulso de salida, lo que permite su uso en instrumentos de medición.
Arroz. 1.27. Monoestable digital con mayor estabilidad del intervalo de tiempo.
Arroz. 1.28. Vibrador individual digital En la Fig. La Figura 1.27 muestra un ejemplo del circuito más simple para recibir un pulso usando un contador. El funcionamiento de los monovibradores se explica mediante los diagramas que se muestran en las figuras. Una desventaja común de los circuitos que se muestran en las Figuras 1.27 y 1.28 es el error aleatorio asociado con la fase arbitraria del oscilador maestro. en el momento del lanzamiento. El error puede alcanzar un período de la frecuencia del reloj y disminuye al aumentar la frecuencia del generador y el factor de conversión del medidor. Este inconveniente puede eliminarse mediante el diagrama de la Fig. 1.28 (el generador se enciende cuando aparece un pulso de disparo). En el estado inicial, hay una tensión de registro en la salida del contador D2/3 (4). "1", que prohíbe el funcionamiento del autogenerador en D1.1, D1.2. El pulso de disparo reinicia el contador D2 y se registrará su salida D2/3. "0" hasta que haga la cuenta regresiva para aparecer en el registro D2/3. "1". Dado que la formación del pulso de salida siempre comienza desde el mismo estado del oscilador maestro, se excluye un error aleatorio en la duración del pulso, pero este circuito tiene otro inconveniente: cuando se enciende, genera un pulso de duración indefinida en la salida (dentro de un intervalo determinado). El circuito tiene la propiedad de reiniciarse si, durante la formación del pulso de salida, aparece otro disparador (la cuenta regresiva de la duración del pulso generado comienza de nuevo).
Figura 1.29. Vibrador único con sincronización de la duración del pulso de salida con la frecuencia del generador de reloj. El circuito que se muestra en la figura 1.29 en el momento en que el pulso de disparo llega a la entrada proporciona una señal de salida cuya duración es igual al período de frecuencia del reloj (T = 1/ft). Con estabilización por cuarzo de la frecuencia del generador (ft), el circuito se puede utilizar como un monovibrador altamente estable. Publicación: irls.narod.ru
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, donde E es la tensión de alimentación del circuito; Upor: el nivel del umbral utilizado (Fig. 1.10) para cambiar el elemento.
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