24. Генераторы на таймерах

В качестве задающих генераторов широко используются различные таймеры, которые аналогично перезапускаемым мультивибраторам позволяют формировать как одиночные, так и непрерывные импульсные последовательности, но с более высокой точностью и стабильностью. На рис.170 представлены УГО и функциональная схема прецизионного таймера 1006ВИ1.

Рис.170

Схема включает в себя прецизионный триггер Шмитта, реализованный на двух компараторах с разными порогами срабатывания и R-S триггере, мощный выходной каскад и каскад с открытым коллектором. Резистивный делитель задает опорные напряжения U_H = 2/3U_П, U_L = 1/3U_П. Таймер может формировать импульсы длительностью от 10 мкс до 1 часа.

Т аймер можно рассматривать, как асинхронный потенциальный триггер с двумя аналоговыми входами S_n и R_n и одним цифровым входом R.

На рис. 171 приведены схема и временные диаграммы таймера, работающего в качестве ждущего мультивибратора.

Рис.171

В исходном состоянии Q = U⁰ и выходной каскад с открытым коллектором удерживает конденсатор С в разряженном состоянии. При подаче U_ВХ = U⁰, выход с открытым коллектором переходит в состояние U¹ и конденсатор С начинает заряжаться через резистор R. Как только U_C достигнет значения 2/3U_П , срабатывает первый компаратор и таймер перебрасывается в состояние Q = 0. Конденсатор быстро разряжается через каскад с открытым коллектором.

Если на вход М через конденсатор подать медленно изменяющееся по сравнению с периодом запускающих импульсов модулирующее напряжение U_M, то длительность генерируемых импульсов будет изменяться пропорционально величине U_M.

Рассмотренная схема включения таймера обладает одним недостатком: его работа зависит от длительности запускающих импульсов. Для устранения этого недостатка схему включения видоизменяют (рис.172).

Рис. 172

Т.к. R и S_n объединены, т о таймер находится в состоянии Q = U⁰ при U_ВХ = U⁰. Таким образом, запуск мультивибратора осуществляется положительным фронтом U_ВХ. Т.е. генератор переходит в рабочий режим только после окончания запускающего импульса независимо от его длительности.

На рис.173 представлена схема включения таймера 1006BИ1 в качестве ждущего мультивибратора с перезапуском.

Рис.173

При U_ВХ = U¹ конденсатор С быстро разряжается через выходной каскад логического элемента с открытым коллектором. Если до прихода следующего импульса запуска U_ВХ конденсатор не успеет зарядиться до значения U_Н, то таймер останется в прежнем состоянии, а конденсатор разрядится по приходу очередного U_ВХ до нуля. Таймер будет находиться в единичном состоянии, в которое он перейдет по первому фронту U_ВХ через R_n, до тех пор, пока промежуток времени между соседними входными импульсами не окажется достаточным для заряда конденсатора до порога срабатывания U_Н. Каждый входной импульс при длительности паузы меньшей, чем выходной импульс, перезапускает таймер.

25. Формирователи импульсных сигналов

Для обеспечения синхронной работы различных устройств в системе необходимы управляющие сигналы, жестко связанные с активными переходами тактового сигнала управляющего блока. Устройства, выполняющие привязку произвольных сигналов к тактовым импульсам, называются схемами временной привязки. В большинстве случаев эти схемы представляют собой формирователи коротких импульсов из заданной тактовой последовательности. Ниже приводится ряд схем формирователей, параметры которых определяются либо времязадающими RC цепями, либо собственными задержками ЛЭ.

Формирователь импульсов по переднему фронту тактового сигнала с использованием интегрирующей RC цепи и временные диаграммы приведены на рис.174.

Рис.174

Данная схема формирует прямоугольный импульс, длительность которого определяется параметрами RC цепи и не зависит от длительности запускающего сигнала.

При синхронизации отдельных узлов в вычислительных системах иногда требуется сформировать очень короткие импульсы, длительность которых не играет роли ( сброс, установка). В таких случаях проще вообще не использовать времязадающие элементы, а использовать собственную задержку логических элементов. Схемы формирователей коротких импульсов по переднему фронту и по спаду тактового сигнала и их временные диаграммы приведены на рис.175, 176 соответственно.

Рис.175

.

Рис.176

Для формирования коротких импульсов по переднему фронту и по спаду тактового сигнала используются так называемые схемы умножения на два. Ниже приведены варианты таких схем: с использованием дифференцирующих цепей (рис.177), с использованием собственных задержек ЛЭ (рис.178).

Рис.177

Рис.178