10.1.3. Пристрої перетворення форми імпульсів

Пристрої перетворення форми імпульсів призначені для формування прямокутних імпульсів з крутим фронтом та зрізом з аналогових сигналів та імпульсів іншої форми.

Щоб зрозуміти необхідність в таких пристроях, розглянемо задачу, яка досить часто зустрічається в практиці – формування меандру з синусоїдальної напруги. Допустимо, що нам необхідно розробити пристрій, який би з високою точністю перетворював період синусоїди промислової мережі в меандр. Цифрові пристрої живляться від джерела напруги +5 В.

Точність перетворювача визначається точністю відтворення моментів часу переходу синусоїди через нуль. Тому в таких випадках необхідно мати високу крутизну вхідної напруги, яка забезпечується лише допустимим її амплітудним значенням, а також пристрої, що забезпечать високий коефіцієнт підсилення вхідного сигналу при малих амплітудах.

Зрозуміло, що високу напругу на вхід схеми подавати недопустимо з наступних причин:

• знижується надійність пристрою;

• при використанні ТТЛ ІС виникає режим насичення транзисторів.

У той же час, обмеженою є величина коефіцієнта підсилення ЛЕ, а також наявність порогової напруги, яка призводить до затримки перемикання відносно нульового рівня вхідної напруги.

У таких випадках використовують аналогові компаратори, які мають високу чутливість і швидкодію. При використанні ЛЕ спочатку встановлюються обмежувачі напруги (наприклад, на основі стабілітронів), після яких встановлюють два послідовно з’єднаних ЛЕ. Таким шляхом забезпечується висока крутизна фронтів вхідного сигналу і значний коефіцієнт підсилення. При наявності завад у вхідному сигналі рекомендується використовувати тригери Шмідта, які є в багатьох серіях ЦІС.

У цифровій схемотехніці широке застосування знаходить пристрій, схема якого приведена на рис. 10.17.

Рис. 10.17

На виході пристрою з’являється прямокутний імпульс при вмиканні напруги живлення. Цей імпульс призначається для того, щоб встановити в вихідний (початковий) стан різноманітні вузли, що містять тригери і можуть мати невизначений стан при вмиканні. Робота пристрою визначається інтегруючою ланкою на вході гістерезисного компаратора. При вмиканні живлення розряджений конденсатор шунтує резистор , і на виході DD1 матимемо високий рівень напруги, який зберігатиметься певний інтервал часу, протягом якого конденсатор зарядиться до порогового рівня. Як тільки напруга на конденсаторі підніметься вище порогової напруги компаратора, на його виході встановиться низький рівень сигналу.

10.2. Одновібратори

Одновібратором називається імпульсний пристрій, призначений для генерації одиночних прямокутних імпульсів заданої тривалості при дії на них зовнішніх сигналів. У літературі він має також назву моновібратор, очікуючий мультивібратор.

Характерною особливістю одновібраторів є наявність позитивного зворотного зв’язку регенеративного типу, що забезпечує високу швидкість перемикання. Цим і досягається ряд позитивних характеристик одновібраторів порівняно з пристроями, приведеними в попередньому параграфі. До таких позитивних характеристик слід віднести:

• високу крутизну вихідних імпульсів;

• високу часову стабільність вихідних імпульсів;

• високу перешкодостійкість пристрою.

Розглянемо основні принципи побудови і використання одновібраторів – як виготовлених на основі логічних елементів, так і на основі спеціалізованих схем.