5.2 Одновибраторы на потенциальных логических элементах.

Одновибратор — генератор одиночных импульсов, заторможенный мультивибратор. Если подавать серию одиночных импульсов на вход, то одновибратор будет выдавать серию импульсов на выходе.

Схему одновибратора на логических элементах И-НЕ (см. рис. 5.5) можно получить из схемы автоколебательного мультивибратора на тех же элементах (см. рис. 5.1), исключив из последней одну времязадающую цепочку R2, C2 с диодом VD2. Процессы генерирования импульсов в одновибраторе аналогичны процессам в автоколебательном мультивибраторе.

Осциллограммы работы одновибратора приведены на рис. 5.6.

Рис. 5.5. Принципиальная схема одновибратора на ПЛЭ «И-НЕ»

Одновибратор имеет одно устойчивое и одно временно устойчивое состояние. В исходном состоянии устойчивого равновесия (до поступления запускающего импульса) логический элемент DD1 закрыт и U_вых1 равно уровню логической «1» (см. рис. 5.6). Такое состояние элемента DD1 обеспечивается подключением к его входу резистора R1 небольшого сопротивления. Логический элемент DD2 открыт высоким уровнем входного напряжения, поступающего на один из его входов. При этом конденсатор С1 разряжен.

При подаче на вход схемы в момент времени t₁ отрицательного импульса запуска элемент DD2 переходит в закрытое состояние и напряжение на его выходе достигает уровня логической «1». Этот положительный скачок напряжения U_вых2 передается через конденсатор С1 на вход элемента DD1, закрывая его. Напряжение U_вых1 снижается до уровня логического «0». Конденсатор С1 при этом заряжается, напряжение на его обкладках увеличивается, а U_вых1 на резисторе R1 уменьшается. При U_вых1= U_пор (при t=t₂) происходит опрокидывание одновибратора, как и в автоколебательном мультивибраторе (см. временные диаграммы на рис. 5.6 и рис. 5.4). На этом заканчивается формирование импульса и одновибратор переходит в исходное устойчивое состояние равновесия.

Время нахождения схемы во временно устойчивом состоянии определяется постоянной времени заряда конденсатора .Регулировка длительности импульса осуществляется постоянной времени заряда конденсатора .

t_и= от сотен нс до единиц с.

Запускающий импульс — низкий уровень или короткое замыкание на общую шину. t_{зап min} > t_имп (t_{зап min}> 2·_{зад ЛЭ} данной серии — чтобы DD1 и DD2 успели переключиться).

Рис. 5.6. Осциллограммы работы одновибратора на ПЛЭ

Расчет длительности импульса одновибратора.

Длительность импульса одновибратора на ПЛЭ рассчитывается по формуле:

;

, , при

Для обеспечения нормальной работы мультивибратора необходимо выполнить условие , что накладывает ограничения на верхний уровень величины резистораR. При этом (для серии К155) значениеR не должно превышать величины 11,3 кОм.

6. КОДИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. АЦП. ЦАП.

6.1 Кодирование временных интервалов.

6.2 Кодирование напряжений.

6.3 Аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Основные характери-стики и параметры.

6.3.1 АЦП на параллельных компараторах;

6.3.2 АЦП поразрядного кодирования.

6.4 Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Структура, основные характеристики и параметры.

6.4.1 Взвешенная схема, управляющая напряжением.

6.4.2 Цепная схема, управляющая напряжением (ячейка типа R-2R).

6.5 Устройство выборки хранения.

При цифровой обработки информации все исследуемые величины представляются в дискретной форме, в виде цифрового кода. Если исследуемая величина задана непрерывной функцией (в виде аналогового сигнала), то перед обработкой ее необходимо преобразовать в цифровую форму. Такое преобразование можно выполнить только в дискретные моменты времени, следовательно, необходимо задать интервал дискретизации по времени (Т₀), а затем определить значения функции в эти моменты времени (см. рис. 6.1.). Эти значения функции называются выборками. Затем значения этих выборок преобразуют в цифровой код. Такой метод дискретизации называют дискретизацией по времени. Чем меньше интервал дискретизации, тем точнее представляется функция. Однако при малых Т₀необходим большой объем памяти и высокое быстродействие вычислительной машины. Т₀часто определяют используя теорему Котельникова увязывая период дискретизации со спектральной характеристикой исследуемого процессаf(t):

,

где fв — верхняя частота спектра функции f(t).

В общем случае преобразуемая функция может быть представлена текущим значением длительности временных интервалов или текущим значением величины напряжения или токов. Различают кодирование временных интервалов и напряжений.

Рис. 6.1.