Ждущий мультивибратор — одновибратор — формирователь импульсов.

Схемы формирователей импульсов на цифровых КМОП микросхемах, online
расчёт времязадающих цепей и продолжительности выходных импульсов.

— Почему ждущий?
— Почему, почему? Так как не засыпает ни Днём, ни ночью — он на дежурстве, он ждёт!
И ждет он не трамвая на остановке, а внешнего сигнала запуска для формирования одиночного выходного импульса фиксированной продолжительности, после этого возвращается в первое состояние самопроизвольно, без каких-то воздействий и утомительных уговоров.
— А почему одновибратор?
— Ну, так как, почему? Выдержан, характер нордический, в генерацию, сродни мультивибратору, не впадает, имеет одно стойкое состояние.
Утверждали ж Вам — он на дежурстве, он ждёт!
— «Утверждали ж бабы Вам, пиво с водкой, не для женщин!». Второе-то состояние – непрочное!
— А здесь уж, мил-человек, ничего не попишешь, в конце концов, он — одновибратор. У каждого собственные минусы.
Итак, определимся. Одновибраторы (они же, ждущие мультивибраторы) — это устройства, выполняющие функцию формирования импульсов конкретной продолжительности, задаваемую внешними времязадающими резисторами и конденсаторами.
В зависимости от установленной задачи и применяемой схемотехники, одновибратор по большей части создаёт роль как укорачивающую, так и удлиняющую (расширяющую) в отношении к продолжительности поступающего на вход сигнала.
С укорачивающими формирователями, по большому счёту, все ясно. После возникновения при входе управляющего сигнала — на выходе выскакивает укороченный импульс заданной продолжительности, передний фронт которого сходится с самим самим самим началом (либо с концом) входного.
В расширяющих одновибраторах продолжительность входного импульса должна быть короче продолжительности формируемого импульса, и здесь появляются варианты:
1. Ждущий мультивибратор не откликается на входной сигнал до завершения собственного выходного импульса — данное устройство именуется одновибратором без перезапуска.
2. Ждущий мультивибратор запускается с каждым новым входным импульсом, независимо от того, возвратился ли он в первое состояние после предыдущего срабатывания — данное устройство именуется одновибратором с перезапуском. Если период движения входных импульсов меньше продолжительности, определяемой времязадающими цепями одновибратора, выходной импульс с перезапуском не прерывается.
Ну, а если период входных запускающих импульсов довольно много времени выдержки одновибратора, то два данных типа одновибраторов работают одинаково.
Без баяна хрен разберёшься. Согласен, благодаря этому приведу поясняющие картинки.

Рис.1
Т — формируемая одновибраторами продолжительность, задаваемая внешними RC цепями.
В природе есть ряд разновидностей интегральных микросхем и таймеров, спроектированных конкретно для работы в качестве ждущих мультивибраторов и формирователей импульсов заданной продолжительности. Давайте забудем про них, а посвятим себя простым формирователям на логических КМОП элементах, которые, в основном, очень легко отыскиваются в закромах радиолюбительского хозяйства.
Начинаем с начала. УКОРАЧИВАЮЩИЕ ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.2 Формирователь импульсов, выстроенный на основе логического элемента "Исключающее ИЛИ" и интегрирующей RC-цепи.
Начало выходного импульса отвечает переднему фронту входного сигнала.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.3 Все то же самое, что и в предыдущей схеме, за той лишь разницей, что:
начало выходного импульса отвечает заднему фронту входного сигнала.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.4 Ещё самая простая вариация предыдущих схем, образовывает сразу два импульса:
первый — по переднему фронту входного сигнала, второй — по заднему.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.5 Формирователь, выполненный на обычных инверторах, выполняющих логическую функцию НЕ, и дифференцирующих RC-цепей.
Имеет два выхода и, исходя из этого, образовывает 2 импульса по переднему и заднему фронту входного сигнала, с возможностью раздельной регулировки их длительностей.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.6 Очень часто применяемая схема укорачивающего формирователя импульсов, выстроенная на основе логического элемента "2И-HЕ" и интегрирующей RC-цепи.
Образовывает импульс по переднему фронту входного сигнала.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.7 Ещё одна не не достаточно часто применяемая схема, на базе логического элемента "2ИЛИ-HЕ" и интегрирующей RC-цепи.
Образовывает импульс по заднему фронту входного сигнала.
С укорачивающими устройствами давайте закончим и перейдём к примерам, когда из коротких входных импульсов требуется получить более широкие — выходные, заданной продолжительности.
РАСШИРЯЮЩИЕ ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ.
По большому счёту, большинство из расширяющих одновибраторов не восприимчивы к продолжительности входного импульса и хорошо в основном будут работать и в виде укорачивающих. Мы, естественно, про это никому не скажем, но украдкой будем в виду иметь.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.8

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.9

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.10

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.11
Схемы, приведённые на Рис.8-11 и возведенные на основе логических элементов "2И-HЕ", либо "2ИЛИ-HЕ", не восприимчивы к продолжительности входного импульса и наиболее активно используются в радиоаппаратуре.
Данные ждущие мультивибраторы срабатывают по переднему фронту входного сигнала и не реагируют дальнейшие его изменения до завершения собственного выходного импульса, т.е. являются одновибраторами без перезапуска.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.12

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.13
Если необходимо получить одовибраторы, обладающие характеристиками перезапуска, необходимо посмотреть на схемы, приведённые на Рис.12-13.
Данные ждущие мультивибраторы срабатывают по заднему фронту входного сигнала.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.14
Выполнение одновибраторов на D-триггере, Рис.14, позволяет иметь два разных входа запуска (по переднему фронту импульса), и также сразу получать на выходах прямой импульс и импульс с инверсией.
Продолжительность подаваемых на вход S запускающих импульсов должна быть меньше формируемого (режим, когда на входах S и R одновременно есть лог. "1", считается запрещённым). При входе С продолжительность запускающего импульса бывает разнообразной.
В случае отсутствия потребности в 2-ух разных входах запуска, S-вход триггера следует посадить на землю.
Данный ждущий мультивибратор считается одновибратором без перезапуска.

Ждущий мультивибратор на логических элементах
Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис.15
Если требуется иметь перезапуск одновибратора, выстроенного на триггере, необходимо посмотреть на схему, приведённую на Рис. 15.
ОБЩЕЕ Для абсолютно всех ФОРМИРОВАТЕЛЕЙ.
Чтобы выходное сопротивление микросхем не оказывало влияние на точность расчета продолжительности выходного импульса, резистор R1 должен быть номиналом не менее 10. 20 кОм.
Чтобы пренебречь при расчётах ёмкостями монтажа и своими ёмкостями ИМС, номинал конденсатора С1 подбирается значением — не менее 200-600 пФ.
Если перед разработчиком стоит задача получения большой температурной стабильности продолжительности выходного импульса — номинал R1 должен быть подобран < 200 кОм, а ёмкость конденсатора С1 — не более 1, 5 мкФ. Использование электролитических конденсаторов увеличивает нестабильность временного интервала.
Длительность выходного импульса ждущего мультивибратора зависит как от скорости заряда (разряда) времязадающей цепи R1С1, так и от порога срабатывания логического элемента. Если заложиться 10-15% погрешностью в расчёте этого временного интервала, то можно принять Unop, равным половине напряжения питания микросхемы.
В этом варианте продолжительность формируемого импульса в основном будет составлять величину tи=0,69RC.
Ну и по правилам приведу самую простую таблицу.
РАСЧЁТ Продолжительности ВЫХОДНЫХ ИМПУЛЬСОВ ОДНОВИБРАТОРОВ На ЛОГИЧЕСКИХ ИМС

Ждущий мультивибратор – одновибратор

В этой статье расскажем Что такое ждущий мультивибратор, как он функционирует, способы запуска ждущего мультивибратора.
Ждущий мультивибратор (одновибратор) — это простой генератор, вырабатывающий одиночный прямоугольный импульс по команде – более короткому импульсу запуска.
Ждущий мультивибратор не функционирует в режиме непрерывной генерации (режиме автогенератора). Так как он формирует только один импульс, второе наименование ждущего мультивибратора – одновибратор.

Рассмотрим довольно обычный ждущий мультивибратор на транзисторах. Схема его представлена на рисунке.
Если вы читали мою статью «Симметричный мультивибратор. Расчёт мультивибратора», то увидите, что в схеме пропал второй конденсатор, а резистор R3 занял его место.
Как и все остальные виды генераторов, ждущий мультивибратор может быть усложнён в зависимости от важных осуществляемых функций, но все детали, представленные на рисунке, считаются обязательными, без них такой способ генератора работать не будет.
На схеме не показан вход управления ждущим мультивибратором и его выходы. Это сделано для того, чтобы не вскружить голову вас сразу, так как вариантов запуска ждущего мультивибратора, выстроенного по изображённой на рисунке схеме, может быть два. Однако это мы будем рассматривать после того, как изучим обычное состояние ждущего мультивибратора — «Установившийся режим».

Работа ждущего мультивибратора основывается на зарядно-разрядном процессе одного единственного конденсатора, образующего одновременно с резисторами RC-цепочки. Как и разные иные схемы генераторов, ждущий мультивибратор имеет два выхода – коллекторы транзисторов.
Способы съёма выходных импульсов мы также рассмотрим позднее.

Как работает ждущий мультивибратор?

В начальный момент подачи питания фактически никаких переходных процессов в ждущем мультивибраторе не происходит. После подачи питания по цепям ждущего мультивибратора течет два главных тока, стремящихся открыть транзисторы:
— VT2 по пути (показано красным цветом): «+ источника питания > резистор R1 > небольшое сопротивление разряженного С1 > базово-эмиттерный переход VT2 > — источника питания»;
— VT1 по пути (показано синим цветом): «+ источника питания > резистор R4 > резистор R3 > базово-эмиттерный переход VT1 > — источника питания».

Так как сопротивление резистора R1, конденсатора С1 и параллельно подключенного к данной цепи резистора R2 значительно меньше сопротивления постепенно включенных резисторов R4 и R3, то базовый ток транзистора VT2 намного превосходит базовый ток транзистора VT1. Благодаря этому транзистор VT2 открывается.
База транзистора VT1, оказывается шунтирована на эмиттер VT1 через резистор R3 и небольшое сопротивление открытого перехода коллектор-эмиттер транзистора VT2. Благодаря этому, транзистор VT1 закрывается.
Одновременно происходит «быстрый» заряд конденсатора С1 по пути: «+ источника питания > резистор R1 > конденсатор С1 > базово-эмиттерный переход VT2 > — источника питания». Конденсатор зарядится до значения, равного напряжению источника питания.
В подобном состоянии, являющимся «Установившимся режимом ожидания импульса запуска» ждущий мультивибратор и остается до прихода импульса запуска. По его цепям протекают токи, показанные на рисунке.

Способы запуска ждущего мультивибратора

Есть два способа (варианта) запуска ждущего мультивибратора. Прежде всего, вспомним обычное состояние ждущего мультивибратора – транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 открыт. Для того, дабы получить выходной импульс нужно VT1 открыть, а транзистор VT2 закрыть.
Естественно это можно создать через управление либо той, или иной базой транзисторов.

Вариант 1. Пуск через VT1.

Для того, чтобы открыть транзистор VT1 нужно на его базу относительно эмиттера подать импульс положительной полярности. На рисунке представлена схема ждущего мультивибратора с запуском позитивным напряжением от источника питания.
Вот например, применяется обычная кнопка. Резистор R5 используется для того, чтобы сделать меньше ток, прикладываемый к базово-эмиттерному переходу транзистора.
Во время запуска (пока транзистор VT2 открыт) резистор R5 одновременно с резистором R3 выполняют делитель напряжения.
При краткосрочном нажатии кнопки, на базово-эмиттерный переход VT1 подается отпирающее напряжение и транзистор открывается. При этом, напряжение заряженного конденсатора С1, через открытый коллекторно-эмиттерный переход VT1 окажется приложенным к эмиттерно-базовому переходу транзистора VT2 обратной полярностью.
В результате VT2 закроется (начало выходного импульса), а ток, который раньше проходил через открытый коллекторно-эмиттерный переход VT2, побежит по цепи: «+ источника питания > резистор R4 > резистор R3 > базово-эмиттерный переход VT1 > — источника питания». Этот ток держит транзистор VT1 в открытом состоянии.
Одновременно происходит перезаряд конденсатора С1 (от напряжения источника питания одной полярности, до напряжения 0,7…1,0 вольта противоположной полярности) по цепи: «+ источника питания > резистор R2 > правая обкладка С1 >левая обкладка С1 > коллекторно-эмиттерный переход транзистора VT1 > -источника питания».
Когда конденсатор С1 перезарядится, его сопротивление становится больше, и ток, который раньше бежал через небольшое сопротивление конденсатора и открытый переход коллектор-эмиттер VT1, побежит на базу транзистора VT2, вынуждая его открыться (конец выходного импульса). В результате ток, раньше идущий с резистора R4, через резистор R3 на базу транзистора VT1, пойдёт через открытый переход коллектор-эмиттер VT2 на минус источника питания.
Падение потенциала базы транзистора VT1 вызовет его закрывание.
До прихода нового импульса запуска, происходит «быстрый» заряд конденсатора С1 по пути: «+ источника питания > резистор R1 > конденсатор С1 > базово-эмиттерный переход VT2 > — источника питания».
После чего ждущий мультивибратор переходит в режим «ожидания» нового импульса запуска.
Продолжительность выходного импульса положительной полярности, снимаемого с коллектора транзистора VT2 определяется временем перезаряда конденсатора С1, которое зависит от его ёмкости и от номинала резистора R2.
При этом продолжительность установленного выходного импульса никаким образом не зависит от продолжительности импульса запуска. Говоря по иному сколько бы вы не держали кнопку SA1 нажатой, выходной импульс начнётся с момента нажатия кнопки, а окончится по завершении перезаряда конденсатора.
Нажатая кнопка SA1 будет удерживать транзистор VT1 в открытом состоянии, но на VT2 это абсолютно не оказывает влияние.
Нескольно иначе смотрится выходной импульс на коллекторе транзистора VT1.
Первое, он собой представляет импульс «невысокого уровня», или «нуля» — что это такое, можете почитать в моей статье «Введение в информатику. Алгоритмы». Во вторых, как и на коллекторе VT2 он начинается с прихода импульса запуска (нажатия кнопки SA1), а вот завершается по завершении перезаряда конденсатора, однако не раньше того момента, когда импульс запуска окончится (кнопка SA1 будет отпущена).
Это вы можете увидеть на не постоянных графиках (эпюрах). Приводятся два импульса запуска, разные по продолжительности: продолжительность первого импульса запуска меньше продолжительности перезаряда С1, а второго – больше. Для того, чтобы убрать влияние продолжительности импульса запуска на выходную характеристику коллектора VT1, при входе используют дифференцирующую цепочку, которая состоит из конденсатора и резистора, «укорачивающей» импульс запуска ждущего мультивибратора.
О ней вы можете прочесть в статье «Конденсатор».

Вариант 2. Пуск через VT2..

Для того, чтобы транзистор VT2 закрыть, достаточно его базу объединить с эмиттером (с минусом источника питания). Например, снова будем применять кнопку.
При подобной схеме управления добавочный резистор не требуется. Но нужен диод VD1, исключающий влияние на перезарядные процессы.

При нажатии на кнопку SA1 транзистор VT2 закрывается (начало выходного импульса). Благодаря этому, потенциал на коллекторе транзистора VT2, а это значит и на базе транзистора VT1 увеличивается.
VT1 открывается, и происходит перезаряд конденсатора С1, от значения, равного напряжению источника питания одной полярности, до напряжения 0,7…1,0 вольта противоположной полярности. Перезаряд выполняется по цепи: «+ источника питания > резистор R2 > правая обкладка С1 >левая обкладка С1 > коллекторно-эмиттерный переход транзистора VT1 > -источника питания». До полного разряда, конденсатор С1 считается источником питания, запирающим транзистор VT2 обратным напряжением, приложенным к переходу эмиттер-база транзистора VT2 через открытый переход коллектор-эмиттер транзистора VT1.

Когда конденсатор С1 перезарядится, его сопротивление становится больше, и ток, который раньше протекал через небольшое сопротивление конденсатора и открытый переход коллектор-эмиттер VT1, побежит на базу транзистора VT2, вынуждая его открыться (конец выходного импульса). В результате ток, раньше идущий с резистора R4, через резистор R3 на базу транзистора VT1, пойдёт через открытый переход коллектор-эмиттер VT2 на минус источника питания. Падение потенциала базы транзистора VT1 вызовет его закрытие.
Но завершения выходного импульса не случится, если после нажатия кнопки SA1, удерживать её нажатой. Связывают это с тем, что при удержании кнопки, в случае окончания перезаряда, ток будет проходить не через базово-эмиттерный переход транзистора VT2, а через шунтирующую его цепочку – диод VD1 и кнопочный выключатель SA1.

Если в варианте который был первым (запуска через базу транзистора VT1) продолжительность выходных импульсов на коллекторах транзисторов зависит от продолжительности нажатия кнопки (подачи импульса запуска) исключительно на коллекторе транзистора VT1, то в этом — втором варианте, продолжительность подачи импульса запуска оказывает влияние на выходные сигналы 2-ух коллекторов. Говоря по иному выходной импульс начнётся с момента нажатия кнопки, а окончится по завершении перезаряда конденсатора исключительно в случае, если кнопка будет выключена.
Нажатая кнопка SA1 будет удерживать оба транзистора — VT1 в открытом состоянии, а VT2 в состоянии "закрыто". Чтобы убрать такого состояния, есть возможность применение дифференцирующей цепочки, которая состоит из конденсатора и резистора, «укорачивающей» импульс запуска ждущего мультивибратора.

Спецификой варианта номер запуска ждущего мультивибратора считается то, что в качестве диода применяется не обыкновенный выпрямительный, или импульсный диод, а диод Шоттки. Связывают это с тем, что для надёжного запирания транзистора VT2 нужен диод с малым падением напряжения на его p-n переходе.
В рассмотренных вариантах запуска ждущего мультивибратора применяется самый простой компонент — кнопка, но взамен кнопки по большей части выступает любой коммутирующий компонент – контакты реле, транзистор, и т.п.
Более того, входные импульсы могут развиваться любым остальным электронным устройством, формирующим импульс.

Способы подсоединения нагрузки к ждущему мультивибратору

С прямыми углами импульсы могут сниматься с 2-ух точек ждущего мультивибратора – коллекторов транзисторов. Нагрузка ждущего мультивибратора должна подключаться параллельно одному из коллекторных резисторов, но только не параллельно переходу коллектор-эмиттер транзистора VT1.
Нельзя шунтировать транзистор, отвечающий за перезарядные процессы нагрузкой. Если данное условие не исполнять, то ждущий мультивибратор работать не будет. А вот параллельно коллекторно-эмиттерному переходу транзистора VT2 нагрузку включать можно.
На рисунке ниже показано, как подключить нагрузку правильно, а как не нужно это делать. При этом, не имеет значения, к какому из выходов вы подключаете нагрузку, только бы выполнялось требование того, что вам нужно выполнить по импульсу запуска – включать, или отключать нагрузку.

Для того, чтобы нагрузка не оказывала влияние на сам ждущий мультивибратор, она обязана иметь достаточное входное сопротивление. Чтобы это сделать в большинстве случаев используют буферные транзисторные каскады.

На примере показано подключение лампы с нитью накала к ждущему мультивибратору. Добавочный резистор увеличивает входное сопротивление буферного каскада, и благодаря этому исключает влияние буферного каскада на транзистор мультивибратора.
Его значение должно не менее, чем на порядок превосходить значение коллекторного резистора. Подключение 2-ух транзисторов по схеме «составного транзистора» существенно увеличивает выходной ток. При этом, правильным считается подключение базово-эмиттерной цепи буферного каскада параллельно коллекторному резистору ждущего мультивибратора, а не параллельно коллекторно-эмиттерному переходу транзистора ждущего мультивибратора.

Сродни симметричному мультивибратору, если у вас есть желание подключить к ждущему мультивибратору обыкновенные светоизлучающие диоды, то для этого буферные каскады не нужны. Их можно подключить постепенно с коллекторными резисторами.
Связывают это с тем, что ток светоизлучающего диода мал, и падение напряжения на нём в ходе работы не больше одного вольта. Благодаря этому они не оказывают никакого влияния на работу ждущего мультивибратора.
Правда это не относится к сверхярким светоизлучающим диодам, у которых и рабочий ток выше, и падение напряжения может быть от 3,5 до 10 вольт. Однако в этом случае существует выход – сделать больше напряжение питания и применять транзисторы с высокой мощностью, обеспечивающей достаточный ток коллектора. Для того, чтобы светоизлучающий диод на конкретное время загорался по команде, его стоит включать в коллекторную цепь транзистора VT2.
Для того, чтобы светоизлучающий диод на конкретное время выключался по команде, его подсоединяют в коллекторную цепь транзистора VT1. При этом номиналы коллекторных резисторов выбираются для обеспечения минимального тока светоизлучающих диодов. Схема подсоединения сразу 2-ух светоизлучающих диодов показана на рисунке.

Следует обращать внимание, что оксидный (электролитический) конденсатор прикрепляется плюсом к коллектору транзистора VT1, а не минусом. Связывают это с тем, что на базе биполярного транзистора напряжение не подымается выше 0,7 вольта относительно эмиттера, а в нашем случае эмиттер – это минус питания. А вот на коллекторе транзистора напряжение меняется практически от нуля, до напряжения источника питания.
Оксидный конденсатор не как правило выполняет собственную функцию при его подключении обратной полярностью. Естественно, если вы будете использовать транзисторы другой структуры (не сущес-твует-N, a P-N-P структуры), то не считая изменения полярности источника питания, нужно развернуть светоизлучающие диоды катодами «вверх по схеме», а конденсатор – плюсом к базе транзистора VT2.

О параметрах

На что воздействуют номиналы коллекторных резисторов? При правильном расчёте мультивибратора, отклонение значений коллекторных резисторов более чем в пять раз от расчётного, не изменит продолжительности выходного импульса мультивибратора.
Основное, чтобы их сопротивление было меньше базовых резисторов, благодаря тому, что коллекторный резистор R1 обеспечивает быстрый заряд конденсатора. Номиналы коллекторных резисторов считаются важными для расчёта используемой мощности от источника питания, значение которой не должно быть больше мощность транзисторов.
Если хорошо подумать, то при правильном подключении они даже на мощность на выходе ждущего мультивибратора практического влияния не оказывают.
А вот продолжительность выходного импульса определяется «небыстрым» перезарядом конденсатора С1. Время перезаряда, а это значит и продолжительность импульса определяется номиналами RC цепочки – базового резистора R2 и конденсатора C1.

Продолжительность перезаряда конденсатора определяется простой формулой, где Тау – продолжительность импульса в секундах, R – сопротивление резистора в Омах, С – ёмкость конденсатора в Фарадах:

Расчёт ждущего мультивибратора в интернете найти как правило невозможно. Благодаря этому произведём расчёт элементов ждущего мультивибратора на примере.

;Как и расчёт любого транзисторного каскада, расчёт нужно вести с конца — выхода. А на выходе у нас стоит нагрузка, потом буферный каскад, потом стоят коллекторные резисторы. Коллекторные резисторы R1 и R4 выполняют функцию нагрузки транзисторов.
На продолжительность выходного импульса коллекторные резисторы никакого влияния не оказывают. Они рассчитываются исходя из показателей подобранных транзисторов.
Подобным образом, сначала рассчитываем буферный каскад, потом коллекторные резисторы, потом основные резисторы, а потом и времязадающий конденсатор.
Порядок и пример расчёта транзисторного ждущего мультивибратора
В век новых технологий уже многие фотолюбители забыли, Что такое печать фотографий. На смену плёночным фотоаппаратам, фотоувеличителям и проявителям пришла цифровая техника с печатью фотографий на принтерах.
Но, все таки, у нас в государстве имеются ещё динозавры, которые вынуждены пользоваться старыми способами получения бумажных снимков. К ним можно отнести докторов, у которых вечно неисправны рентгенаппараты «нового поколения», благодаря этому необходимо работать по старинке.
И как ни необычайно, к динозаврам можно отнести и военных, которым специализированные органы запрещают пользоваться цифровой техникой в интересах службы. Вдруг интервент «считает» информацию с цифрового фотоаппарата и узнает, что портянка гораздо гигиеничней, чем носок! Тогда он победит Российскую армию, которая ходит в дырявых штопаных носках, а на шее носит фурункулы, так как подшиваться не нужно как до этого времени.
Форма то – одна. Солдат её что, спустя сутки ночью стирать будет? Так она через два месяца развалится!
Вот и будет встречать Российский воин врага в обносках, зато обвешанный эмблемами «аля Шанель МЧС». Однако это отступление от темы.
В молодом возрасте я был фотолюбителем и у меня был таймер, который если нажать на кнопку включал лампу фотоувеличителя на нужное, заблаговременно определённое время экспозиции.
Данное устройство, сегодня значения не имеет, но мне в голову не пришла иная мысль, какое устройство применять к примеру расcчета ждущего мультивибратора. Благодаря этому проведём расчёт ждущего мультивибратора на примере этого таймера для фотопечати.
Питающее напряжение Uи.п. = 220 В.

Нужное рабочее время лампы фотоувеличителя Т = от 3-х до 120 секунд, которое, в зависимости от подобраной экспозиции (достаточного времени работы лампы) должно меняться ручкой переменного резистора, а лучше 2-ух резисторов («единицы секунд» и «десятки секунд»).
В качестве нагрузки применяется кварцевая лампа на 220 вольт, мощностью до 200 ватт.
Естественно, наш таймер будет работать на довольно низком напряжении.

Сначала изобразим схему. Начинающий радиолюбитель этого не сделает сразу, для этого нужен некоторый навык, который в большинстве случаев наживается как методом проб и ошибок, так и с помощью более опытных товарищей.
Не стоит подумать что я, где то «передрал» эту схему, или сделал раньше. У меня нет даже черновика. Я пишу эту заметку, одновременно рассчитывая схему.
Для меня эта схема чрезмерно обычная, благодаря этому её сборка занимает не больше одного дня (от разработки монтажной платы, до проверки работоспособности). Чтобы не рисовать схему 2 раза, я изображу её с номиналами элементов, которые рассчитаны ниже по тексту.

Лекция 68. Цепочка Вина

Необходимо начать с того, что питание у нас – домашняя сеть 220 вольт, а гальваническая развязка (разделительный преобразователь электрической энергии) от сети 220 вольт отсутствует, благодаря этому во время работы устройства не касайтесь его элементов руками – шандарахнет током .

1. Выбор коммутатора.

Выходным устройством – 220-ти вольтовой лампой общего назначения будет управлять низковольтный ждущий мультивибратор. Благодаря этому нужно подобрать устройство коммутации.
Великолепно всего применять мощный полевой транзистор типа IRF. Для лампочки, мощностью до 200 ватт и напряжения питания 220 вольт нужно обеспечить ток Iн = 1A. С выбором полевого транзистора особо заморачиваться нет смысла, с пришествием в нашу жизнь «домашней техники на импульсных источниках и преобразователях питания», в радиомагазинах, в основном, широкий выбор.
Можно взять фактически любой N-канальный полевой транзистор, лучше – IRF с самым большим напряжением сток-исток не менее 400 вольт и током не менее, чем в пять раз превышающим ток нагрузки. Соотношение «в 5 раз» берётся с запасом, обеспечивающим режим коммутации лампы с нитью накала в момент её включения, когда через холодную нить накала течёт огромнейший ток.
Я предлагаю применять IRFP460, который существенно закрывает требования. С ним «и в жару и холода будет сухо и удобно».
Входное сопротивление полевого транзистора до такой степени велико, что он может напрямую подключаться на коллектор VT2, без «просадки» (существенного снижения) напряжения на цепях ждущего мультивибратора.
Добавочный резистор необходим не для защиты мультивибратора от нагрузки, а что бы сделать меньше тока, а это значит и напряжения на затворе транзистора. Благодаря этому, мы можем рассчитывать ждущий мультивибратор, не беря во внимание цепь нагрузки.

Для того, чтобы полевой транзистор открылся, следует приложить к его затвору напряжение до 10 вольт, благодаря этому наш ждущий мультивибратор должен работать на напряжении немного больше данного значения – не менее 11 вольт. Для надёжной работы ждущего мультивибратора нужен самый простой стабилизированный источник питания.
Мы соберём его по схеме: мостовой диодный выпрямитель – ограничительный резистор – стабилитрон, параллельно которому подключим сглаживающий конденсатор. Но рассчитывать источник питания мы будем после того, как рассчитаем мультивибратор, потому что конкретно он будет потребителем тока от этого источника.
Одно, что нужно выполнить заблаговременно – сформироваться с выбором питающего напряжения. У меня есть стабилитрон – Д814Д, на напряжение стабилизации 13 вольт.
Его и буду применять.

2. Выбираем транзисторы для ждущего мультивибратора.

Для того, чтобы в качестве ограничительного резистора источника питания не устанавливать мощный резистор (будут лишние размеры), нужно малюсенькое употребление тока от источника питания. Более того, внушительное увеличение номиналов резисторов, стоящих в RC цепочке, поможет нам не только сделать меньше потребление энергии, но и существенно уменьшит перезарядную ёмкость С2.
Благодаря этому нужно подобрать транзисторы с высоким показателем передачи h21 (высоким показателем усиления). Как признак усиления оказывает влияние на номиналы базовых резисторов, я изложу по ходу расчётов.

Я предлагаю применять транзисторы КТ3102Г (или Е). Для них: Pmax=250 мВт; Imax=100 мА; h21>400.

Для начала нужно определить достаточно внушительную рассеиваемую мощность транзисторов, которая обязана составлять значение, на 20 процентов меньше (признак 0,8) самой большой мощности транзистора, упомянутой в справочнике. Впрочем для чего нам загонять ждущий мультивибратор в жёсткие рамки больших токов?
Да и от слишком большой мощности энергопотребление от источника питания будет большим, а пользы мало. Благодаря этому определив самую большую мощность рассеивания транзисторов, уменьшим её в 5 раз.
Последующее снижение рассеиваемой мощности нежелательно благодаря тому, что работа в режиме слабых токов для биполярных транзисторов в импульсном режиме – явление «не стойкое». Если перезарядный конденсатор окажется с высоким током утечки, то при слабых токах ждущий мультивибратор вообще работать не будет.

Определяем достаточно внушительную рассеиваемую мощность: Pрас.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 250мВт = 200мВт
Определяем номинальную (нужную) рассеиваемую мощность: Pрас.ном. = 200 / 5 = 40мВт

3. Определим ток коллектора в открытом состоянии:

Iк0 = Pрас.ном. / Uи.п. = 40мВт / 13В = 3мА.
Примем его за огромнейший рабочий ток коллектора.

4. Определим значение сопротивления и мощности коллекторной нагрузки:

Rк.общ=Uи.п./Iк0 = 13В/3мА= 4,3 кОм
Выбираем в существующем номинальном ряде резисторы максимально близкие к 4,3 кОм.
В номинальном ряде резисторов есть номинал 4,3 кОм, благодаря этому заранее считаем значение коллекторных резисторов R1 и R6 ждущего мультивибратора: Rк = R1 = R6 = 4,3 кОм.
Мощность коллекторных резисторов R1 и R6 равна номинальной рассеиваемой мощности транзисторов Pрас.ном. = 40 мВт.
Применяем резисторы мощностью превышающей указанную Pрас.ном. — типа МЛТ-0,125.

5. Перейдём к расчёту базовых резисторов R2+R3+R4 и R5.

Их номинал находят исходя из коэффициента усиления транзисторов h21. При этом, для надёжной работы ждущего мультивибратора значение сопротивления R2+R3+R4 должно быть в границах: от значения, равному сопротивлению коллекторных резисторов, и не больше произведения Rк * h21.
В нашем случае Rmin = 4,3 кОм, а Rmax = 4,3 * 50 = 215 кОм

Осталось распределить эти значения между тремя резисторами. Сделать это просто.
Когда ползунки 2-ух переменных резисторов находятся в нижнем положении, то делает собственные функции только резистор R4, а Rmin = 4,3 кОм. По ближнему номинальному ряду выйдет, что R4 = 4,3 кОм. Остаток 215 – 4,3 = 210 кОм нужно поделить между 2-мя резисторами, чтобы у них была десятикратная разница (R2 – для регулировки десятков секунд, а R3 – для регулировки единиц секунд).
По номинальному ряду возьмём R2 = 200 кОм, и R3 = 20 кОм если из данного исходить.
Для резистора R5 выбираем усредненное значение между 4,3 … 215 кОм : R5 = 100 кОм.

6. Вычислим ёмкость конденсатора С2 и если необходимо пересчитаем значения R2 и R3.

Значения ёмкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R4 делают небольшую продолжительность выходного импульса на коллекторе VT2. Собственно во время действия этого импульса наша лампа должна загораться. А в условии было задана продолжительность 3 секунды.

Преобразовав формулу продолжительности перезаряда, мы определим ёмкость конденсатора: С1 = 3сек / 4,3кОм = 690 мкФ
Конденсатор, ёмкостью 690 мкФ отсутствует в номинальном ряду, благодаря этому подбираем ближний – С2 = 680 мкФ.
Номиналы ёмкости конденсатора С2 и сопротивления резистора R4 делают небольшую продолжительность выходного импульса, а ёмкость конденсатора С2 и суммарное сопротивление R2+R3+R4 определяет очень высокую продолжительность.
Нужно её определить и сопоставить с заданной огромнейший продолжительностью, которая по условию равна 120 секундам.
(R2+R3+R4) * С2 = 224кОм * 680мкФ = 152 секунды, что больше 120 секунд.
Это нас устраивает, так как закрывает установленый диапазон. А если бы перекрытия не было, то понадобилось бы устанавливать следующий конденсатор для подсоединения его одновременно с2, как «поддиапазон».
Итак, мы получили номиналы элементов ждущего мультивибратора:
R1 = 4,3 кОм, R2 = 200 кОм, R3 = 20 кОм, R4 = 4,3 кОм, R5 = 100 кОм, R6 = 4,3 кОм, С2 = 680 мкФ.

7. В качестве запускающего диода VD2 применяем диод Шоттки – 1N5813.

8. Найдём номинал резистора R7 основного каскада.
Собственно расчёта здесь как такового и нет.
Его номинал подбирается в границах от 100 Ом до 1 кОм. Он оказывает влияние на быстродействие полевого транзистора (с учитыванием внутренних ёмкостей) в режиме постоянной генерации. А нам быстродействие не надо, благодаря этому возьмём по максимуму R7 = 1 кОм.

9. Расчёт стабилизированного источника питания.

Необходимо начать с того, что мы раньше подобрали стабилитрон на напряжение стабилизации равное 13 вольт. Выбираем номинал сглаживающего конденсатора С1 не меньше перезарядного С2.
Берём С1 = 1000 мкФ

Вычислим номинал ограничительного резистора R8.

PROTEUS УРОК 12 мультивибратор на логике

Чтобы это сделать потребуется определить ток, идущий через него. Так как у нас хотя и ждущий, но всё-таки мультивибратор, то вместе с тем через коллекторные резисторы R1 и R6 полные коллекторные токи не протекают (открыт или один, или остальной транзистор, а не оба вместе).
Базовыми токами можно пренебречь, так как они меньше коллекторных токов в 20 раз. Благодаря этому суммарное употребление всеми цепями мультивибратора не будет намного больше 3,5мА (накинули запас — 0,5мА).

К току, потребляемому ждущим мультивибратором добавляется минимальный ток стабилизации собственно стабилитрона, который по справочнику равён: Iст. = 5мА.
За счёт этого, общий ток идущий через резистор R8 будет равным: Iобщ = 3,5 + 5 = 8,5 мА
Падение напряжения на резисторе это разница между входным напряжением (220в) и напряжением питания мультивибратора (13в), которое равно UR8 = 220 – 13 = 207 в

Сопротивление резистора определяется согласно законодательству Ома: R8 = U / I = 207в / 8,5мА = 24 кОм
Небольшую мощность резистора определяем согласно законодательству Ватта: Р = U * I = 207в * 8,5мА = 1,75 Ватт. В качестве R8 берём резистор номиналом 24 кОм типа МЛТ-2.

Нужно только определиться с диодным мостом. Из-за причины чрезмерной нагрузки (лампы 200 Ватт), диоды должны обеспечивать ток более 2 Ампер, при напряжении сети.
Выбираем их с запасом, важным в момент включения холодной нити накаливания лампы. Подойдут любые диоды на напряжение более 400 вольт и на прямой ток 4 Ампер. Можно применить заграничные FR407.

Если вы по расчёту стабилизированного источника питания ничего не убедились, читайте статью «Обычные стабилизаторы электрического напряжения, их расчёт».

ЖДУЩИЙ МУЛЬТИВИБРАТОР (ОДНОВИБРАТОР) На ЭЛЕМЕНТАХ 2-И-НЕ

Данное устройство, вырабатывающее одиночный импульс конкретной продолжительности при подаче на вход запускающего сигнала. Его схема на элементах «2-И-НЕ» показана на рис.
10.1.

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Первое состояние сигналов в самых разных точках схемы отмечено в кружках.

В качестве запускающего сигнала может быть перепад из 1 в 0 (негативный фронт) или короткий негативный импульс (из 1 в 0 и в 1).
Временные диаграммы работы схемы показаны на рис.
10.2.

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Работает схема так.
При подаче запускающего сигнала на выходе DD1 возникает закономерная единица. Через конденсатор она поступает на вход DD2, и на выходе данной схемы возникает закономерный ноль.
Этот сигнал поступает на второй вход DD1, и с этого периода анодное напряжение DD1 не зависит от входного сигнала и остается равным логической единице. Начинается заряд конденсатора С через резистор R1. По мере заряда конденсатора, напряжение на нем растет, а на сопротивлении R1 уменьшается по экспоненте.
В результате входное напряжение DD2 начинает уменьшаться. Как только оно достигло порогового, DD2 уже воспринимает его как закономерный 0 и его анодное напряжение становится равным логической единице, обратная связь прекращает действовать, и выходной сигнал DD1 определяется с этого периода входным сигналом.

Рассмотрим связь между продолжительностью полученного импульса и элементами схемы.
Для элементов этой логики можно уложить:

,

;

.
Более того, можем записать:

— для любого момента времени t.
Для напряжения на конденсаторе имеем:

Так как ток, сегодняшний через C, равён току, протекающему через R1, то

.

Отсюда приобретаем уравнение:

.
Дифференцируем его по времени, приобретаем:

.
Его решение имеет вид:

.

Так как в момент времени t=t0 +0.

,
то для напряжения U1 приобретаем следующее уравнение:

.

Приравняв это напряжение к пороговому U1=Uпор, можно отыскать зависимость продолжительности импульса от элементов схемы:

— уравнение для продолжительности импульса, где

.

Огромнейший ток, который вытекает с выхода DD1, будет в момент времени t0, благодаря этому для того, чтобы такой элемент не перегружался, следует осуществить требование:

.
(В данный момент времени на конденсаторе напряжение равно нулю).
Отсюда легко определяется малюсенькое значение сопротивления R1. Максимальное его значение достигает единиц мегаом.
Рассмотренная схема дает возможность получать импульсы продолжительностью от единиц микросекунд но нескольких секунд.

До момента

через входные цепи DD2 течет ток

. Этот ток делает на сопротивлении R1 падение напряжения, равное:

.

Полученное выражение понижает величину сопротивления R1, так как в противном ситуации это напряжения восприметься DD2 как закономерная единица, и схема работать на будет. В действительности для TTЛ логики подбирают R1 390Ом или 330Ом.
Когда приходит запускающий импульс, входной сигнал DD2 становится равным логической единице, и входные токи становятся равными нулю.
Для анодного напряжения DD1 можно записать:

(Входные токи DD2 равны нулю, и ток конденсатора равён току через резистор R1).
Дифференцируя это уравнение, приобретаем:

. Его решение запишется:

.
Так как в начальный момент времени

(входные токи DD2 уже равны нулю), то приобретаем:

. Приравнивая это выражение к пороговому напряжению, полностью имеем:

.

Дата добавки: 2014-01-04 ; Просмотров: 1494 ; Нарушение авторских прав?

Лекция 221. Синхронный управляемый одновибратор

Нам важно ваше мнение!
Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Ждущий мультивибратор на логических элементах

В системах передачи информации для ослабления влияния случайных флуктуаций, и также для управления в устройствах автоматики очень может потребоваться из коротких импульсов получать более широкие, конкретной продолжительности.
Такая задача легко реализовывается при помощи ждущего мультивибратора (одновибратора). Одновибратор считается триггерной схемой, которая вырабует одиночный импульс под действием внешнего управляющего сигнала. При этом
имеется в виду, что формируемый импульс превосходит продолжительность запускающего.

Ждущий мультивибратор на логических элементах


Рис. 1.9 Формирователь широкого импульса с применением триггера Шмитта
В основном, используют один из 2-ух методов формирования импульса:

аналоговый или цифровой. Самым обычным считается аналоговый — применяется процесс перезаряда конденсатора.
Пример подобной схемы показан на рис. 1.9.
Для нормальной работы данного одновибратора нужно, чтобы дли тельность входного запускающего импульса была огромнейший, чтобы конденсатор успел полностью разрядиться. После завершения запускающего импульса конденсатор заряжается через резистор до величины напряжения питания. При этом, как только напряжение достигнет U пор — компонент D2.1 переключится.
В этом варианте продолжительность выходного импульса (t и ) зависит от номиналов установленных емкости и резистора во времязадающей цепи. Очень простая формула позволяет примерно проссчитать продолжительность импульса:

где Е — напряжение питания схемы;
U пор — уровень применяемого порога, рис. 1.10, для переключения элемента.
С учетом разброса значений напряжения порога переключения (U пор ) продолжительность импульса может принимать значения от t мин =0,4RC до t мax =1,11RC. В большинстве случаев в одновибраторах применяются ЛЭ из одного корпуса (кристалла).
В этом варианте разброс Unop оказывается незначительным и можно принять t и =0,69RC. Это соотношение используется для определения продолжительности импульса в больших количествах схем, рис. 1.11.
1.18. Эпюры напряжения поясняют процессы формирования выходного импульса.
Схемы, показанные на одном рисунке, являются подобными по логике работы и имеют аналогичную диаграм му стрессов в контрольных точках.
В отличии от самого простого варианта (рис 1.9) схемы, приведенные на рис. 1.11. 1.14 не восприимчивы к продолжительности входного импульса, благодаря чему

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1.10. Области допустимых уровней сигнала при входе МОП микросхем

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1.11. Одновибратор с одной времязадающей цепью

Ждущий мультивибратор на логических элементах


Рис. 1.12. Одновибратор на основе RS-триггера

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1.13. Одновибратор по фронту входного сигнала

Ждущий мультивибратор на логических элементах


наиболее активно используются в аппаратуре. Схемам, рис.
1.9, 1.15. 1.17, свойственно свойство перезапуска, т. е. если во время формирования выходного импульса возникает следующий запускающий, то отсчет продолжительности формируемого импульса начнется снова от момента завершения последнего запускающего.
Используемые в схемах диоды ускоряют процесс перезаряда емкости, что делает меньше возможности появления импульсных помех на выходе ЛЭ.
Чтобы выходное сопротивление ЛЭ не сказывалось на точности расчета, и также не перегружался выход, резистор R1 должен быть номиналом не менее 10. 20 кОм. Чтобы пренебречь при расчетах емкостью монтажа, достаточно маленькая
емкость С1 может быть 200. 600 пФ. Для получения большой температурной стабильности временного интервала номинал R1 должен быть 5 мкФ.
Применение электролитических конденсаторов повышает нестабильность временного интервала.
Для снижения воздействия разброса значений Unop на продолжительность формируемого импульса воспользуйтесь схемами с 2-мя времязадающими цепями (рис. 1. 18). Если частые времени 2-ух времязадающих цепей

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1. 15. Формирователи импульса после завершения действия
запускающего сигнала

подобные, то при высоком разбросе значений Unop от 0, 33Uпит до 0,69Uпит изменение продолжительности формируемого импульса не будет намного больше 9%.
Выполнение одновибраторов на RS-триггере, рис. 1. 19 и 1. 20, позволяет иметь два разных входа запуска (по переднему фронту импульса), и также сразу получать на выходах прямой импульс и импульс с инверсией.
Дополнительным плюсом одновибраторов на RS-триггерах считается возможность выполнять пуск от плавно меняющегося входного напряжения.

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис 1.16 Формирователи импульсов

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис 1.17 Формирователи импульсов
Продолжительность подаваемых на вход S запускающих импульсов должна быть меньше формируемого (режим, когда на входах S и R одновременно есть лог. "1", считается запрещенным). При входе С продолжительность запускающего импульса бывает разнообразной.
Диод VD1 убыстряет разряд конденсатора через выход триггера и дает возможность повысить частоту запускающих импульсов (его использование уменьшает время восстановления схемы). Продолжительность формируемых им пульсов составляет примерно t и =0,69R1C1. Малюсенькое значение

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1.18 Одновибраторы с 2-мя времязадающими цепями

Ждущий мультивибратор на логических элементах


Рис. 1.19. Ждущие мультивибраторы:

а) на D-триггере; б) на JK-триггере,
в) с очень высокой стабильностью при изменении питания

сопротивления R1 ограничено максимально допустимым выходным током триггера Его дозволительно менять в границах 20 кОм. 10 МОм, при этом продолжительность импульса будет меняться в 500 раз.
Одновременное изменение значений R1 и С1 позволяет настраивать продолжительности импульсов в границах четырех порядков.

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис 1 20. Ждущие мультивибраторы с увеличенной крутизной выходных
импульсов- а) на D-триггере; б) на JK-триггере

Ждущий мультивибратор на логических элементах


Рис 121. Ждущий мультивибратор с очень высокой стабильностью
Схема на рис. 1.19в обеспечивает более стабильные импульсы при изменении питающего напряжения (подобную схему можно собрать и на JK-триггерах).
С целью увеличения крутизны спадов выходных импульсов используют схемы показанные на рис. 1.20, однако в них конденсаторы С1 обязаны быть неполярными.
При этом продолжительность генерируемого импульса при тех же значениях RC-цепи, что и в схемах на рис. 1.18, выходит приблизительно больше многократно.
Лучшую стабильность при перепаде напряжения питания если сравнивать с представленными на рис. 1.19 вариантами обеспечивает схема одновибратора на 2-ух триггерах, рис 1. 21.
Более того, в этом варианте подключение нагрузки не оказывает влияние на продолжительность генерируемых импульсов. Схема состоит из 2-ух одновибраторов, имеющих общий вход запуска, но вырабатывающих на независимых выходах импульсы различной продолжительности. Импульсы на выходе 5 практически не будут подчиняться от напряжения питания

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1. 22 Схемы формирователей задержанного импульса .
Ждущий многофункциональный одновибратор можно выполнить на которая нужна именно для этих целей микросхеме (рис 1. 22а). В одном корпусе 564АГ1 (1561АГ1) есть два одновибратора, обладающих, в зависимости от конфигурации управляющих сигналов при входе, свойством привычного запуска по переднему (вход S1) или заднему фронту (S2), и также если необходимо может перезапускаться. Вход R считается приоритетным в отношении к осталь ным входам и устанавливает значение сигнала Q=0 (если вход R не применяется, то прикрепляется к + U пит ).
Продолжительность формируемого сигнала (t и , Q=1) задается подобающей внешней RC-цепью: t и =0,5RC для С>0,01 мкФ. Намного точнее определить позволяет приводимая в справочнике [Л8] диаграмма.

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1. 23 Ждущий мультивибратор на триггере с возможностью перезапуска .

Ждущий мультивибратор на логических элементах


Рис. 1. 24 Ждущий мультивибратор с возможностью перезапуска .
Если требуется иметь перезапуск одновибратора на триггере, в случае прихода следующего входного импульса во время формирования интервала, то схема на рис. 1. 23 дает возможность повысить продолжительность выходного импульса за
счёт начала отсчета с момента завершения запускающего сигнала. Подобная схема приведена на рис. 1. 24.
Когда при входе действует лог. "0", конденсатор заряжен до величины напряжения питания (лог. "1"). При поступлении запускающего импульса с продолжительностью, достаточной для разряда конденсатора, триггер перебросится и вырабует импульс.
Продолжительность этого импульса, после завершения действия входного сигнала, определяется важным временем для заряда конденсатора до метки лог. "1".
Схема (рис. 1.25), в отличие от приведенной выше, дает возможность получить более крутые фронты у сигнала на выходах триггера Еще одно преимущество данной схемы состоит в том, что по завершении вырабатываемого импульса конденсатор быстро разряжается через диод от уровня U пор взамен дозаряда до метки питания (Е) Благодаря этому следующий запускающий импульс может быть намного меньше, при сохранении нулевого времени восстановления

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1.25 Ждущий мультивибратор с очень высокой крутизной фронта
выходных импульсов .

Лекция 102. Низкочастотный тактовый генератор

Второй метод получения импульса необходимой продолжительности связан с применением счетчиков — цифровых одновибраторов Их используют, когда интервал времени должен быть огромным или предъявляют большие требования к стабильности формируемого интервала В этом варианте достаточно маленькая получаемая продолжительность ограничена только быстродействием применяемых элементов, а самая большая продолжительность бывает разнообразной (в отличии от схем, применяющих RC-цепи).
Рабочий принцип цифрового одновибратора построен на включении триггера входным сигналом и отключении через интервал времени, определяемый показателем пересчета счетчика. Применение в одновибраторе счетчи-
ков с переключаемым показателем деления, рис. 1.26, дает возможность получить импульс любой продолжительности.
Микросхема 564ИЕ 15 состоит из пяти вычитающих счетчиков, модули пересчета которых программируются параллельной загрузкой данных в двоичном коде. На загрузку чисел в счетчики требуется три такта, благодаря этому можно ставить признак деления N>3 [Л2].
В таблице 1.2 приведены максимально предполагаемые коэффициенты деления в зависимости от значения М. При значениях М=0 счёт запрещен. Сигнал при входе S управляет режимом периодического (0) и однократного (1) счета.
Двоичный код для различных значений модуля М берется из таблицы 1.3 (# — запрет счета, х — любое состояние, лог. "О" или "1"). Общий признак деления микросхемы определяется по формуле
Во время работы цифрового одновибратора с кварцевым автогенератором тактовой частоты обеспечивается довольно высокая стабильность продолжительности выходного импульса, что дает возможность их применять в приборах для измерений .

Ждущий мультивибратор на логических элементах

Рис. 1. 26 Цифровой одновибратор на программируемом счетчике.