Основные схемы включения таймера. Ждущий режим

Обратимся к Рис. 16. В режиме ожидания входной сигнал Fin на выводе 2 «Пуск» имеет высокий уровень (по крайней мере, больше, чем V_S/3). При этом выходное напряжение компаратора соответствует лог. 1. Для инверсного входа S триггера этот уровень является неактивным. Напряжение vc на времязадающем конденсаторе С, близко к нулю, и выходное напряжение компаратора КН₁ приложенное к инверсному входу R триггера, также имеет уровень лог. 1 . Триггер находится в режиме хранения в состоянии Q = О, Q = 1 .

Рис. 16. Временные диаграммы работы ждущего мультивибратора на Таймере

Транзистор VT₁ закрыт, a VT₂— открыт. На выходе таймера —низкий уровень. Ключ VT₃ замкнут и поддерживает конденсатор С₁, в разряженном состоянии.

При отрицательном кратковременном перепаде входного сигнала V_IN < V_S/3(Рис. 16) на выходе компаратора КН₂ на время перепада установится логический нуль (активный уровень для S-входа триггера) и триггер переключится в состояние Q = 1 , Q = 0 .

Ключ VT₃ при этом размыкается, и конденсатор С, начинает заряжаться через резистор Rt от источника питания. Уравнение заряда конденсатора имеет вид

(4.40)

Решение этого уравнения при нулевых начальных условиях

Импульс заканчивается по достижении напряжения vc величины опорного напряжения KREF При этом компаратор KHj переключится и переведет триггер в первоначальное состояние. Ключ УТЪ замкнется и разрядит конденсатор. Длительность импульса определится из уравнения:

(4.41)

из которого следует, что

Ти = R_t C_t lnЗ = 1.1 R_t C_t (4.42)

Если в течение этого времени на вход придет еще один запускающий импульс, то триггер останется в единичном состоянии, т. е. повторный запуск во время заряда конденсатора C_t игнорируется. Разряд времязадающего конденсатора происходит очень быстро, хотя и не мгновенно. Если следующий запускающий импульс придет во время разряда конденсатора, то длительность импульса тай мера сократится. Это время, называемое временем релаксации, во всяком случае, значительно меньше аналогичного времени ждущего мультивибратора на ОУ и соизмеримо со временем релаксации одновибратора на компараторе.

Автоколебательный режим

Схема простейшего автоколебательного мультивибратора на таймере 1006ВИ1 приведена на Рис. 17а.

Рис. 17. Автоколебательный мультивибратор на таймере:

а — схема, б — временные диаграммы

Когда потенциал на конденсаторе C_t достигнет нижнего порога срабатывания таймера, на входе S триггера установится низкий (активный) уровень. Триггер переключится в состояние лог. 1 и ключ КГ3 разомкнется. При этом начнется заряд конденсатора через два последовательно включенных резистора Rt и R₁. Напряжение на конденсаторе достигнет верхнего порога срабатывания за время

t₁ = (R₁ + R_t)C_t ln2 - 0.693(R₁+ R_t)Cr (4.43)

При этом компаратор КНi переключится, на входе R триггера установится низкий (активный) уровень, триггер переключится в состояние Q = 0 , Q = 1 и ключ откроется. Конденсатор будет разряжаться через резистор Rt до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет нижнего порога срабатывания таймера. Это произойдет за время

t₂ = R_t C_t ln2 (4.44)

Затем все процессы будут повторяться. Частота выходного напряжения мультивибратора

составит

Временные диаграммы работы автоколебательного мультивибратора представлены

на Рис. 176. При подаче сигнала низкого уровня на вход «Вкл.» (вывод 4) генерацию можно остановить. Некоторым недостатком схемы на Рис. 17а является разность длительностей импульса и паузы, которая в данной схеме не может быть устранена. Действительно, коэффициент заполнения у этой схемы определяется соотношением

Рис. 18. Схема автоколебательного мультивибратора с независимой установкой длительности и частоты импульсов

Эта величина составит 0.5 только в случае, если Rx = 0. Это недопустимо, так как приведет к короткому замыканию источника при открытом ключе КГ3.

На Рис. 18 приведена схема, которая способна обеспечить генерацию импульсов с

Для этого параллельно резистору Rt включен диод VDX. Конденсатор Сt, в такой схеме заряжается через резистор R1 и открытый диод VD1 а разряжается, как и в базовой схеме, через Rt. Чтобы уменьшить влияние диода VD1 на точность формирования временных интервалов, последовательно с резистором Rt включен диод VD2, согласованный по параметрам с диодом VD1. При этом за счет падения напряжения на диодах временные интервалы t1 и t2 будут несколько больше, чем у базовой схемы (Рис. 17а).

Относительная длительность импульсов этой схемы определится соотношением

Мультивибратор, генерирующий импульсы с у = 0 .5 , можно построить и

другим путем: используя выходные транзисторы таймера для заряда и разряда

времязадающего конденсатора.