4.11 Генератор импульсов в ждущем режиме на таймере

На рисунке 4.28 представлена схема генератора импульсов в ждущем режиме. Она отличается от схемы рисунка 4.26 наличием навесных элементов R и C, а также связью между коллекторным электродом VT3 и входом 3 таймера. Под навесными элементами подразумеваются внешние, добавленные в процессе монтажа резисторы, конденсаторы и другие элементы. На рисунке 4.29 изображены процессы в ждущем режиме таймера.

Рисунок 4.28 — Схема генератора импульсов в ждущем режиме

Рисунок 4.29 — Процессы в ждущем режиме таймера

Физика процессов заключается в том, что короткий импульс на входе 2 (см. рисунок 4.29,а) в виде нуля при действующей единице на первом входе (т. е. первый приоритет не запрещает работу по входу 2), инвертируется в единицу на выходе компаратора К2, воздействует на вход S триггера Т, устанавливает его в единицу. Следовательно, верхний выход триггера – единица, нижний – нуль. VT1 открыт, VT2, VT3 закрыты. Поэтому на вых1 от Е₀ через открытый VT1 поступает высокий уровень, как на графике рисунка 4.29, в). Так как VT3 закрыт, начинается заряд конденсатора С по цепи (см. рисунок 4.29,б), т. е. вначале на конденсаторе низкий уровень, воздействует на плюс вход компаратора К1, но так как этот уровень пока низкий, то этот вход не работает. С течением времени экспонента графика на рисунке 4.29, б) достигает порога срабатывания третьего входа, т. е. высокого уровня, который через “+” компаратора К1 в неинвертируемом виде, поступает на вход R триггера Т и устанавливает его в нуль. Следовательно, на верхнем выходе триггера Т выявится нуль, VT1 закрыт, на нижнем выходе Т – единица, VT2, VT3 открыты. Поэтому на графике рисунка 4.29, в) заканчивается импульс, а на графике, изображенном на рисунке 4.29, б), экспонента разряда конденсатора С формируется по цепи . Длительность импульса рассчитывается по формуле:

,

где , напряжение нуля (для ТТЛ логики не больше +0,4 В), – напряжение единицы (для ТТЛ логики не ниже +2,4 В), – напряжение питания (для ТТЛ логики +5 В). При проектировании величина бывает задана, емкость С выбирают среди тех, что есть в наличии, сопротивление резистора R рассчитывают.

Схема работает, если длительность входного импульса короче выходного. Если входной импульс длиннее, то он удерживает выходной импульс той же длительности, что и входной принудительно.

4.12 Генератор импульсов в автоколебательном режиме на таймере

На рисунке 4.30 изображена схема генератора импульсов в автоколебательном режиме. Здесь времязадающая RC цепь подключена к выходу 1, входы 2 и 3 соединены вместе и подключены к точке соединения резистора R и конденсатора С.

Рисунок 4.30 — Схема генератора импульсов в автоколебательном режиме

В момент включения напряжения питания в любом случае на конденсаторе С нуль, который через обратную связь воздействует на второй вход (приоритет) как низкий уровень. Следовательно, этот нуль через вход “–” компаратора К2 (см. рисунок 4.30) преобразуется в единицу на выходе К2, воздействует на вход S триггера Т, устанавливает его в единицу. Тогда на верхнем выходе триггера Т – единица, на нижнем – нуль. Поэтому VT1 открыт, VT2 и VT3 закрыты. Через открытый VT1 напряжение источника питания +E₀ поступает на вых 1, образуя высокий уровень (рисунок 4.31,б). Этот высокий уровень проходит через сопротивление R на конденсатор С, начинается заряд конденсатора по экспоненте, как на графике рисунка 4.31, а). С течением времени этот уровень заряда передается на второй и на третий входы одновременно. На втором входе это будет уже единица, т. е. второй вход с приоритетом не работает и действует приоритет третьего входа, высокий уровень. Этот высокий уровень с третьего входа компаратором К1 преобразуется в единицу, не инвертируется, поступает на R–вход триггера Т единицей и устанавливает его в нуль. На верхнем выходе триггера Т будет нуль, VT1 закрывается, на нижнем выходе – единица, VT2, VT3 открываются. Следовательно, на графике рисунка 4.31, б) формируется задний фронт, а на рисунке 4.31, а) разряд экспоненты конденсатора по цепи и т.д.

Рисунок 4.31 — Процессы генерации в автоколебательном режиме таймера

Длительность одного импульса рассчитывается по той же формуле, что была приведена раньше, сумма двух длительностей – период, обратная периоду величина – частота.