38 Формирователи импульсов на основе логических схем

Следует помнить, что любые операции, выполняемые над логическими величинами, можно свести к комбинации трех простейших: инверсии (операции отрицания НЕ), логическому сложению - дизъюнкции (операции ИЛИ) и логическому умножению - конъюнкции (операции И). Более того, можно использовать только схемы И - НЕ или только схемы ИЛИ-НЕ.

Кроме того, логические ИМС применяются для формирования и генерации импульсных сигналов.

Формирователи импульсов (ФИ) преобразуют поступающие на их вход импульсные сигналы, изменяя один или несколько их параметров. ФИ могут быть построены с использованием только логических элементов (ЛЭ), либо на ЛЭ и R, L, С компонентах.

В состав наиболее широко применяемых ИМС серий 155 (555) и 561 входят специально разработанные формирователи (К155АГ1; К561АГ2).

Генераторы (точнее автогенераторы) являются устройствами, создающими периодические электрические сигналы с определенными параметрами (амплитудой, частотой, скважностью и т.д.) при подведении к ним постоянного питающего напряжения.

В лабораторной работе используются схемы транзистор-транзисторной логики типа 4-2И-НЕ (К155ЛА3), паспортные данные которых приведены в приложении. Как было отмечено ранее с помощью только одних схем И-НЕ можно реализовать любое комбинационное устройство. Например, для реализации элемента НЕ можно использовать схему И-НЕ, в которой соединены все входы.

39. Формирователь коротких импульсов на дифференцирующей rc-цепи.

Рис. 4.5

Схема формирователя коротких импульсов с помощью укорачивающей (дифференцирующая) RC цепи показана на рис. 4.5. Длительность выходного импульса формирователя может быть определена из соотношения                 ,

где R_вых – выходное сопротивление первого элемента формирователя.

Триггер Шмитта. Триггер Шмитта применяется для формирования входного сигнала произвольной формы в сигналы, принимающие два стандартных уровня: «0» и «1». Варианты схем таких формирователей показаны на рис. 4.6.

 

Рис. 4.6

На рис. 4.6, а показана схема триггера Шмитта, в которой применены два инвертора, входящие в серию логических транзисторно-транзисторных интегральных схем. Положительная обратная связь между инверторами обеспечивается за счет резистора R₁, включенного в общую цепь питания элементов. В целях увеличения влияния цепи обратной связи ток через второй инвертор увеличен путем включения дополнительного резистора R₂ между выходом Э₂ и источником питания. Подобный формирователь на интегральных схемах серии К1533 удовлетворительно работает до частоты несколько мегагерц при подаче на вход синусоидального напряжения амплитудой 0,5…0,8 В.

В триггерах Шмитта положительную обратную связь можно ввести также путем включения резистора между выходом второго инвертора и входом первого (рис. 4.6, б). Входное напряжение в этом формирователе подается через дополнительный резистор R1, сопротивление которого также влияет на глубину положительной обратной связи. Увеличение сопротивления этого резистора увеличивает коэффициент положительной обратной связи и уменьшает чувствительность формирователя к входному напряжению.

На практике в качестве формирователей импульсов часто применяют специальные интегральные схемы формирователей (рис. 4.6, в). Обозначение функционального назначения таких интегральных схем содержит две буквы «ТЛ». Например, в серии К155: это интегральные микросхемы (ИМС) К155ТЛ1, К155ТЛ2, К155ТЛ3.