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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Soppressore di impulsi di un rimbalzo di contatti - un modellatore di impulsi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Progettista radioamatore Se la tecnologia digitale è nel campo di interesse di un radioamatore, molto probabilmente conosce lo scopo di nodi comuni come un soppressore di impulsi per il "rimbalzo" dei contatti e un modellatore di impulsi. L'autore di questo articolo offre una descrizione del nodo originale che combina queste funzioni. Nei dispositivi comandati da pulsanti o interruttori, i radioamatori usano solitamente dispositivi di protezione contro gli impulsi di "rimbalzo" dei contatti, descritti, ad esempio, in [1]. Spesso vengono utilizzati anche vari shaper di impulsi rettangolari da forme d'onda sinusoidali o arbitrarie [2]. Nei nodi per la soppressione degli impulsi di "rimbalzo", realizzati sugli elementi logici più semplici, se controllati da una coppia di contatti, non è possibile evitare di ritardare il fronte o la caduta dell'impulso di uscita (vedere Fig. 1 e 2 in [ 1]) per un tempo leggermente superiore a quello previsto della durata del “rimbalzo”. In alcuni nodi, i circuiti RC riducono l'impedenza di ingresso del dispositivo, così come la sua velocità.
Un trigger di Schmitt viene spesso utilizzato come formatore di impulsi, contenente un elemento non invertente (un amplificatore non invertente o due inverter) e due resistori. I resistori qui riducono anche l'impedenza di ingresso del driver, la velocità e la larghezza di banda. L'"isteresi" insita nel trigger di Schmitt limita la sensibilità dello shaper e provoca un ritardo nelle cadute di tensione generate rispetto agli ipotetici punti di coincidenza dei livelli del segnale di ingresso e della soglia Uthr di un tempo dipendente dall'"isteresi" valore e lo slew rate del segnale di ingresso. In altre parole, durante la formazione degli impulsi, il trigger di Schmitt introduce uno sfasamento che dipende dalla frequenza. Il nodo descritto di seguito è in grado di svolgere contemporaneamente le funzioni di soppressore di impulsi per il "rimbalzo" dei contatti e di formatore di impulsi, mentre la differenza può essere solo nel valore della costante di tempo del circuito RC. Quando la tensione di ingresso aumenta da un livello basso a un livello alto, il nodo genera un ripido calo positivo in uscita per la prima volta che il segnale di ingresso supera il livello di soglia. Quando la tensione di ingresso diminuisce da un livello alto a un livello basso, all'uscita appare un forte calo negativo non appena l'ingresso diventa inferiore al livello di soglia. Il nodo è realizzato su un elegante flip-flop RS, il cui schema è mostrato in fig. 1 (vedi anche Fig. 6 in [3]). In un trigger implementato su un elemento di maggioranza non invertente a tre ingressi DD1, il circuito OS positivo collega la sua uscita a uno degli ingressi (tutti e tre gli ingressi dell'elemento sono uguali). I restanti due svolgono le funzioni degli ingressi del flip-flop RS: uno di essi è S diretto, l'altro è R inverso. Anche questi input sono uguali; a ciascuno di essi in qualsiasi ordine possono essere assegnate le designazioni indicate, che è determinata dalla modalità di archiviazione. La disposizione (nome) degli ingressi del flip-flop RS considerato determina la modalità di archiviazione - su quale di questi ingressi nella modalità di archiviazione il livello alto è R e l'altro è S, rispettivamente. Quanto detto può essere formulato in un altro modo. Se l'uscita dell'elemento di maggioranza è collegata al primo ingresso e al terzo ingresso viene applicato un livello alto, il secondo sarà l'ingresso S, il trigger risponde solo a una caduta di tensione di ingresso positiva e se viene applicato un livello basso al terzo ingresso, allora il secondo ingresso esegue le funzioni R e il trigger reagisce solo alla caduta di tensione di ingresso negativa. Questa è la base per il principio di funzionamento dell'unità proposta, il cui schema schematico è mostrato in Fig. 2, e i diagrammi temporali del suo funzionamento sono mostrati in Fig. 3. Se il trigger DD1.1 è nello stato zero (diagramma 2 fino al momento t1, Fig. 3), allora c'è un livello alto all'uscita dell'inverter DD2.1 e sul condensatore C1. L'ingresso del dispositivo funge da ingresso S, il nodo risponde al primo fronte positivo all'istante t1 e passa a uno stato singolo. Il circuito R1C1 crea un certo ritardo, mantenendo per qualche tempo un livello alto all'ingresso inferiore dell'elemento DD1.1 secondo il circuito (Fig. 4), in modo che il nodo non reagisca.
Nel tempo t2, le fluttuazioni della tensione istantanea di ingresso (dovute al "rimbalzo" dei contatti o altri motivi) vicino al livello di soglia Al termine, la tensione ai capi del condensatore diminuisce e appare un livello basso all'ingresso inferiore dell'elemento DD1.1 .3. Il flip-flop è ora pronto per ricevere una caduta di tensione di ingresso negativa. Fino all'istante t1.1, l'elemento DD1 è mantenuto nello stato 3 da un livello alto dall'ingresso del nodo e dalla sua uscita. All'arrivo della prima caduta negativa all'istante t0, il trigger passa allo stato 4, e, analogamente a quanto detto sopra, nell'intervallo t3-tXNUMX non risponde ad eventuali cadute della tensione di ingresso. La costante di tempo del circuito RC nel nodo di soppressione dell'impulso "rimbalzo" viene scelta per essere leggermente maggiore della durata prevista del "rimbalzo" e nel modellatore di impulsi - meno di un quarto del periodo della frequenza massima della tensione di ingresso . L'impulso generato dal nodo viene prelevato dall'uscita 1. All'uscita 2 è presente un segnale inverso rispetto all'uscita 1. Il nodo descritto ha valori elevati delle caratteristiche principali - sensibilità, impedenza di ingresso, velocità, larghezza di banda - poiché sono interamente determinate dai parametri dell'elemento maggioritario. Come inverter, oltre a quelli indicati nello schema, è possibile utilizzare elementi dei microcircuiti K561LA7, K561LE5, K561LP2 e simili. Non essendoci nel nodo descritto circuiti che forniscano "isteresi", in prima approssimazione è da considerarsi un trigger di Schmitt con "isteresi" nulla che non peggiori la sensibilità. In realtà, però, a causa di un cambiamento del livello logico all'ingresso inferiore dell'elemento di maggioranza secondo lo schema (vedi Fig. 2), la soglia Unop può cambiare. I valori del resistore R1 e del condensatore C1, in funzione del valore richiesto della costante di tempo, possono essere variati in un range estremamente ampio: la resistenza del resistore va da O (jumper) a 10 MΩ, la capacità del condensatore va da 0 (assente) a decine e centinaia di microfarad. Se la resistenza è zero (ponticello), la capacità del condensatore non dovrebbe essere superiore a 1000 pF. Nel caso in cui il condensatore sia assente, il suo ruolo è svolto dalla capacità di ingresso dell'elemento DD1.1 (12 ... 15 pF). Invece di un circuito RC, può essere utilizzato qualsiasi elemento di ritardo, inclusi uno o più elementi logici non invertenti. Letteratura
Autore: A.Samoilenko, Klin, Regione di Mosca
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