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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA El supresor de los impulsos del rebote de los contactos - el modelador de los impulsos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado Si la tecnología digital está en el campo de interés de un radioaficionado, lo más probable es que conozca el propósito de nodos comunes como un supresor de pulsos para el "rebote" de contactos y un formador de pulsos. El autor de este artículo ofrece una descripción del nodo original que combina estas funciones. En los dispositivos controlados por botones o interruptores, los radioaficionados suelen utilizar unidades de protección contra pulsos de "rebote" de contacto, descritas, por ejemplo, en [1]. A menudo, también se utilizan varios modeladores de pulsos rectangulares de formas de onda sinusoidales o arbitrarias [2]. En los nodos para suprimir pulsos de "rebote", hechos en los elementos lógicos más simples, cuando se controlan desde un par de contactos, no es posible evitar retrasar el frente o la caída del pulso de salida (ver Figs. 1 y 2 en [1]) por un tiempo ligeramente más largo que el tiempo esperado de continuación del "rebote". En algunos nodos, los circuitos RC reducen la impedancia de entrada del dispositivo, así como su velocidad.
Un disparador Schmitt se usa a menudo como formador de pulso, que contiene un elemento no inversor (un amplificador no inversor o dos inversores) y dos resistencias. Las resistencias aquí también reducen la impedancia de entrada del controlador, la velocidad y el ancho de banda. La "histéresis" inherente al disparador Schmitt limita la sensibilidad del modelador y provoca un retraso en las caídas de voltaje generadas en relación con los puntos hipotéticos de coincidencia de los niveles de la señal de entrada y el umbral Uthr por un tiempo que depende del valor de "histéresis" y la velocidad de respuesta de la señal de entrada. En otras palabras, durante la formación de pulsos, el disparador Schmitt introduce un cambio de fase que depende de la frecuencia. El nodo que se describe a continuación es capaz de realizar simultáneamente las funciones de supresor de pulsos para "rebote" de contactos y formador de pulsos, mientras que la diferencia solo puede estar en el valor de la constante de tiempo del circuito RC. Cuando el voltaje de entrada aumenta de un nivel bajo a un nivel alto, el nodo genera una fuerte caída positiva en la salida por primera vez que la señal de entrada excede el nivel de umbral. Cuando el voltaje de entrada disminuye de un nivel alto a un nivel bajo, aparece una fuerte caída negativa en la salida tan pronto como la entrada se vuelve inferior al nivel de umbral. El nodo está hecho en un elegante flip-flop RS, cuyo esquema se muestra en la fig. 1 (ver también Fig. 6 en [3]). En un disparador implementado en un elemento mayoritario no inversor de tres entradas DD1, el circuito OS positivo conecta su salida a una de las entradas (las tres entradas del elemento son iguales). Los dos restantes realizan las funciones de las entradas del flip-flop RS: uno de ellos es S directo, el otro es R inverso. Estas entradas también son iguales; a cualquiera de ellos en cualquier orden se le pueden asignar las designaciones indicadas, que están determinadas por el modo de almacenamiento. La disposición (nombre) de las entradas del flip-flop RS considerado determina el modo de almacenamiento: en cuál de estas entradas en el modo de almacenamiento el nivel alto es R y el otro es S, respectivamente. Lo dicho se puede formular de otra manera. Si la salida del elemento mayoritario se conecta a la primera entrada y se aplica un nivel alto a la tercera entrada, entonces la segunda será la entrada S, el disparador responde solo a una caída de voltaje de entrada positiva, y si se aplica un nivel bajo a la tercera entrada, entonces la segunda entrada realiza funciones R y el disparador responde solo a una caída de voltaje de entrada negativa. Esta es la base del principio de funcionamiento de la unidad propuesta, cuyo diagrama esquemático se muestra en la Fig. 2, y los diagramas de temporización de su funcionamiento se muestran en la Fig. 3. Si el disparador DD1.1 está en estado cero (diagrama 2 hasta el momento t1, Fig. 3), entonces hay un nivel alto en la salida del inversor DD2.1 y en el capacitor C1. La entrada del dispositivo sirve como entrada S, el nodo responde al primer flanco positivo en el tiempo t1 y cambia a un solo estado. El circuito R1C1 crea cierto retardo, manteniendo un nivel alto durante algún tiempo en la entrada inferior del elemento DD1.1 según el circuito (Fig. 4), de modo que el nodo no responde a otras caídas (ni más ni menos) de la tensión de entrada en el intervalo de tiempo t2-t1.
En el tiempo t2, las fluctuaciones en el voltaje instantáneo de entrada (debido al "rebote" de los contactos u otras razones) cerca del nivel de umbral Upor end, el voltaje a través del capacitor disminuye y aparece un nivel bajo en la entrada inferior del elemento DD1.1. El flip-flop ahora está listo para recibir una caída de voltaje de entrada negativa. Hasta el momento t3, el elemento DD1.1 se mantiene en el estado 1 por un nivel alto desde la entrada del nodo y desde su salida. A la llegada de la primera caída negativa en el tiempo t3, el disparador cambia al estado 0 y, de manera similar a lo dicho anteriormente, en el intervalo t4-t3 no responde a ninguna caída en el voltaje de entrada. La constante de tiempo del circuito RC en el nodo de supresión de pulsos de "rebote" se elige para que sea ligeramente mayor que la duración de "rebote" esperada, y en el modelador de pulsos, menos de una cuarta parte del período de la frecuencia máxima del voltaje de entrada. El pulso generado por el nodo se toma de la Salida 1. En la Salida 2 hay una señal inversa con respecto a la Salida 1. El nodo descrito tiene valores altos de las características principales: sensibilidad, impedancia de entrada, velocidad, ancho de banda, ya que están totalmente determinados por los parámetros del elemento mayoritario. Como inversor, además de los indicados en el diagrama, se pueden utilizar elementos de los microcircuitos K561LA7, K561LE5, K561LP2 y similares. Dado que no hay circuitos en el nodo descrito que proporcionen "histéresis", en una primera aproximación debería considerarse un disparador Schmitt con cero "histéresis" que no empeora la sensibilidad. En realidad, sin embargo, debido a un cambio en el nivel lógico en la entrada inferior del elemento mayoritario según el esquema (ver Fig. 2), el umbral Unop puede cambiar. Los valores de la resistencia R1 y el capacitor C1, según el valor requerido de la constante de tiempo, pueden variar en un rango extremadamente amplio: la resistencia de la resistencia es de O (puente) a 10 MΩ, la capacitancia del capacitor es de 0 (ausente) a decenas y cientos de microfaradios. Si la resistencia es cero (puente), la capacitancia del capacitor no debe ser mayor a 1000 pF. En el caso de que el capacitor esté ausente, su papel lo desempeña la capacitancia de entrada del elemento DD1.1 (12 ... 15 pF). En lugar de un circuito RC, se puede utilizar cualquier elemento de retardo, incluidos uno o más elementos lógicos no inversores. Literatura
Autor: A.Samoilenko, Klin, región de Moscú
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