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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 펄스 익스텐더. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 초보자 라디오 아마추어 정보 전송 시스템에서 무작위 변동의 영향을 줄이고 자동화 장치를 제어하기 위해 짧은 펄스에서 일정 기간의 더 넓은 펄스를 얻을 필요가 있는 경우가 많습니다. 이 작업은 대기 멀티바이브레이터(단일 진동기)를 사용하여 쉽게 구현됩니다. 단일 진동기는 외부 제어 신호의 작용에 따라 단일 펄스를 생성하는 트리거 회로입니다. 이는 생성된 펄스가 트리거 기간을 초과함을 의미합니다. 일반적으로 아날로그 또는 디지털의 두 가지 펄스 형성 방법 중 하나가 사용됩니다. 가장 간단한 것은 아날로그입니다. 커패시터를 재충전하는 과정이 사용됩니다.
쌀. 1.9 슈미트 트리거를 사용하는 넓은 펄스 셰이퍼 그러한 회로의 예가 그림 1.9에 나와 있습니다. 2.1. 이 원샷의 올바른 작동을 위해서는 입력 트리거 펄스의 지속 시간이 커패시터가 완전히 방전될 수 있을 만큼 충분히 길어야 합니다. 트리거 펄스가 끝나면 커패시터는 저항을 통해 공급 전압으로 충전됩니다. 이 경우 전압이 Upor에 도달하자마자 요소 DXNUMX이 전환됩니다. 이 경우 출력 펄스(ti)의 지속 시간은 타이밍 회로에 설치된 커패시턴스 및 저항의 등급에 따라 달라집니다. 단순화된 공식을 사용하면 펄스 지속 시간을 대략적으로 계산할 수 있습니다.
쌀. 1.10. MOS 마이크로 회로의 입력에서 허용 가능한 신호 레벨 영역 스위칭 임계값(Uthr)의 전압 값 확산을 고려하여 펄스 지속 시간은 tmin=0,4RC에서 tmax=1,11RC까지의 값을 취할 수 있습니다. 일반적으로 단일 진동기는 하나의 하우징(크리스탈)에서 LE를 사용합니다. 이 경우 Unop 산포는 중요하지 않은 것으로 판명되고 ti=0,69RC를 취할 수 있습니다. 이 비율은 대부분의 회로에서 펄스 지속 시간을 결정하는 데 사용됩니다. 1.11...1.18. 전압 다이어그램은 출력 펄스의 형성 과정을 설명합니다. 같은 그림에 표시된 회로는 논리가 유사하고 테스트 지점에서 동일한 전압 패턴을 갖습니다.
쌀. 1.11. 하나의 타이밍 회로가 있는 단일 진동기
쌀. 1.12. RS 플립플롭 기반 단일 진동기
쌀. 1.13. 입력 신호 전면의 단일 진동기
쌀. 1.14. 단일 진동기
쌀. 1.15. 트리거 신호 종료 후 펄스 셰이퍼
그림 1.16 펄스 형성기
그림 1.17 펄스 형성기
쌀. 1.18 두 개의 타이밍 회로가 있는 단일 진동기 가장 간단한 버전(그림 1.9)과 달리 그림 1.11에 표시된 회로는 1.14 ... 1.9는 입력 펄스의 지속 시간에 민감하지 않기 때문에 장비에서 가장 널리 사용됩니다. 계획, 무화과. 1.15, 1.17 ... XNUMX, 다시 시작 속성은 내재되어 있습니다. 즉, 출력 펄스가 형성되는 동안 다른 트리거가 나타나면 생성된 펄스 지속 시간의 카운트다운이 마지막 트리거의 끝에서 새로 시작됩니다. 회로에 사용되는 다이오드는 커패시턴스 재충전 프로세스를 가속화하여 LE 출력에서 임펄스 노이즈의 가능성을 줄입니다. LE의 출력 저항이 계산의 정확도에 영향을 미치지 않고 출력에 과부하가 걸리지 않도록 하려면 저항 R1의 공칭 값이 10 ... 20 kOhm 이상이어야 합니다. 계산에서 실장 커패시턴스를 무시하기 위해 최소 커패시턴스 C1은 200 ... 600 pF가 될 수 있습니다. 시간 간격의 높은 온도 안정성을 얻으려면 R1 값이 < 200kΩ이어야 하고 커패시터가 1μF를 초과하지 않아야 합니다. 전해 커패시터를 사용하면 시간 간격의 불안정성이 증가합니다. 생성된 펄스 지속 시간에 대한 Unop 값 확산의 영향을 줄이기 위해 두 개의 타이밍 회로가 있는 회로를 사용할 수 있습니다(그림 1. 18). 두 타이밍 회로의 시간 상수가 동일한 경우 Unop 값이 0Upit에서 33Upit로 최대 확산되면 생성된 펄스 지속 시간의 변화가 0,69%를 초과하지 않습니다. RS 트리거에서 단일 진동기 실행, 그림. 9. 1 및 19. 1을 사용하면 두 개의 개별 트리거 입력(펄스의 선행 에지)을 가질 수 있을 뿐만 아니라 출력에서 직접 펄스와 반전 펄스를 즉시 수신할 수 있습니다. RS 트리거 단일 진동기의 또 다른 장점은 천천히 변하는 입력 전압에서 트리거할 수 있다는 것입니다.
쌀. 1.19. 대기 멀티바이브레이터: a) D플립플롭에서; b) JK-플립플롭에서, c) 전력이 변경될 때 안정성이 증가함
그림 1.20. 출력 펄스 슬로프가 증가된 대기 멀티바이브레이터 a) D-트리거에서 b) JK 플립플롭에서 입력 S에 적용되는 트리거링 펄스의 지속 시간은 생성된 것보다 작아야 합니다(log. "1"이 입력 S와 R에 동시에 존재하는 모드는 금지됨). 입력 C에서 트리거링 펄스의 지속 시간은 임의일 수 있습니다. 다이오드 VD1은 트리거 출력을 통해 커패시터의 방전을 가속화하고 트리거링 펄스의 주파수를 높일 수 있습니다(이를 사용하면 회로의 복구 시간이 줄어듭니다). 생성된 펄스의 지속 시간은 약 ti=0,69R1C1입니다. 저항 R1의 최소값은 트리거의 최대 허용 출력 전류에 의해 제한되며 20kΩ ... 10MΩ 내에서 변경할 수 있으며 펄스 지속 시간은 500회 변경됩니다. R1 및 C1 값을 동시에 변경하면 펄스 지속 시간을 XNUMX배 이내로 조정할 수 있습니다. 그림의 계획. 1.19v는 공급 전압이 변경될 때 더 안정적인 펄스를 제공합니다(JK 플립플롭에도 유사한 회로를 조립할 수 있음). 출력 펄스 감쇠의 가파른 정도를 증가시키기 위해 그림 1.20에 표시된 방식이 사용됩니다. 1이지만 커패시터 C1.18은 비극성이어야합니다. 이 경우 RC 회로의 동일한 값에서 생성된 펄스의 지속 시간은 그림 2의 회로에서와 같습니다. XNUMX, 약 XNUMX 배 더 나옵니다.
그림 1.21. 안정성이 향상된 대기 멀티바이브레이터 그림에 표시된 것과 비교하여 공급 전압을 변경할 때 더 나은 안정성. 1.19는 두 개의 트리거에서 단일 진동기 회로에 대한 옵션을 제공합니다(그림 1. 21). 또한 이 경우 부하를 연결해도 생성된 펄스의 지속 시간에 영향을 미치지 않습니다. 이 회로는 공통 트리거 입력이 있지만 독립적인 출력에서 서로 다른 지속 시간의 펄스를 생성하는 두 개의 단일 진동기로 구성됩니다. 출력 5의 펄스는 공급 전압과 거의 무관합니다.
쌀. 1. 22 지연된 펄스 셰이퍼의 계획. 이 목적을 위해 특별히 설계된 마이크로 회로에서 대기 중인 범용 단일 진동기를 만들 수 있습니다(그림 1. 22a). 하나의 564AG1(1561AG1) 패키지에는 입력의 제어 신호 조합에 따라 리딩 에지(입력 S1) 또는 트레일링 에지(S2)에서 정상 트리거링 속성을 갖는 두 개의 단일 진동기가 있습니다. 필요한 경우 다시 시작하십시오. 입력 R은 다른 입력과 관련하여 우선 순위이며 신호 Q=0의 값을 설정합니다(입력 R을 사용하지 않으면 +Upit에 연결됨). 생성된 신호의 지속 시간(ti, Q=1)은 해당 외부 RC 회로에 의해 설정됩니다. C>0,5μF의 경우 ti=0,01RC입니다. 핸드북 [L8]에 제공된 다이어그램을 통해 보다 정확하게 결정할 수 있습니다.
쌀. 1. 23 재시작 기능이 있는 대기 트리거 멀티바이브레이터.
쌀. 1. 재시작 기능이 있는 24 대기 멀티바이브레이터. 간격을 형성하는 동안 다음 입력 펄스가 도착하는 경우 트리거에서 단일 진동기를 다시 시작해야 하는 경우 그림 1.23의 회로는 다음과 같습니다. 1을 사용하면 트리거 신호 끝에서 카운트다운을 시작하여 출력 펄스의 지속 시간을 늘릴 수 있습니다. 비슷한 계획이 그림에 나와 있습니다. 24. 0. 입력에서 로그가 유효한 경우. "1", 커패시터는 공급 전압 값으로 충전됩니다(log. "1"). 커패시터를 방전하기에 충분한 시간 동안 트리거 펄스가 도달하면 트리거가 반전되어 펄스를 생성합니다. 입력 신호가 끝난 후 이 펄스의 지속 시간은 커패시터를 로그 레벨로 충전하는 데 필요한 시간에 따라 결정됩니다. "XNUMX".
쌀. 1.25 출력 펄스 전면의 기울기가 증가한 대기 멀티바이브레이터. 위의 회로(그림 1.25)와 달리 트리거 출력에서 신호의 더 가파른 전면을 얻을 수 있습니다. 이 회로의 두 번째 장점은 생성된 펄스의 끝에서 커패시터가 빠르게 방전된다는 것입니다. 전력 레벨(E)로 재충전하는 대신 레벨 Upor에서 다이오드 이 때문에 제로 복구 시간을 유지하면서 다음 트리거 펄스가 상당히 짧아질 수 있습니다. 두 번째 방법 원하는 지속 시간의 펄스를 얻는 것은 카운터 사용과 관련이 있습니다 - 디지털 단일 진동기 그들은 시간 간격이 매우 커야하거나 형성된 간격의 안정성에 대한 요구 사항이 높을 때 사용됩니다.이 경우 얻은 최소 지속 시간 사용된 요소의 속도에 의해서만 제한되며 최대 지속 시간은 임의일 수 있습니다(RC 회로를 사용하는 회로와 달리).
쌀. 1. 프로그래밍 가능한 카운터의 26개 디지털 싱글 샷. 디지털 단일 진동기의 작동 원리는 입력 신호에 의해 켜지고 카운터 변환 계수에 의해 결정된 시간 간격 후에 꺼지는 트리거를 기반으로 합니다. 단일 진동기에서 전환 가능한 분할 비율을 가진 카운터 사용, 그림. 1.26, 모든 기간의 충동을 얻을 수 있습니다. 564IE 15 칩은 카운터 모듈이 이진 코드로 데이터를 병렬로 로드하여 프로그래밍되는 3개의 빼기 카운터로 구성됩니다. 숫자를 카운터에 로드하는 데 2주기가 걸리므로 분할 계수 N>XNUMX [LXNUMX]를 설정할 수 있습니다.
표는 M 값에 따라 가능한 최대 분할 비율을 보여줍니다. M=0 값의 경우 카운트가 금지됩니다. 입력 S의 신호는 주기적(0) 및 단일(1) 카운팅 모드를 제어합니다. 모듈 M의 다른 값에 대한 이진 코드는 표 1.3에서 가져옵니다(# - 계정 금지, x - 모든 상태, 로그 "0" 또는 "1"). 미세 회로의 전체 분할 계수는 다음 공식에 의해 결정됩니다. N=M(1000P1+100P2+10P3+P4)+P5 . 클록 주파수의 석영 자체 발진기가 있는 디지털 단일 진동기를 사용하면 출력 펄스 지속 시간의 안정성이 높아 측정 장비에 사용할 수 있습니다.
쌀. 1.27. 시간 간격 안정성이 향상된 디지털 싱글 샷
쌀. 1.28. 디지털 싱글 바이브레이터 무화과. 1.27은 카운터를 사용하여 임펄스를 얻는 가장 간단한 회로의 예를 보여줍니다. 단일 진동기의 작동은 그림에 표시된 다이어그램으로 설명됩니다. 그림 1.27 및 1.28에 표시된 회로의 일반적인 단점은 마스터 오실레이터 위상의 임의성과 관련된 무작위 오류입니다. 출시 당시. 오차는 클록 주파수 주기까지 가능하며 오실레이터 주파수 및 카운터 변환 계수가 증가함에 따라 감소합니다. 이 단점은 그림의 회로에 의해 제거될 수 있습니다. 1.28 (트리거 펄스가 나타나면 발전기가 켜짐). 초기 상태에서 카운터 D2/3(4)의 출력에는 로그 전압이 있습니다. D1, D1.1에서 발진기의 작동을 비활성화하는 "1.2". 트리거 펄스는 카운터 D2를 재설정하고 출력 D2 / 3은 로그가 됩니다. D0/2 로그에 나타날 때까지 "3"입니다. "1". 출력 펄스의 형성은 항상 마스터 오실레이터의 동일한 상태에서 시작하기 때문에 펄스 지속 시간의 임의 오류는 제외되지만 이 회로에는 또 다른 단점이 있습니다. 출력(주어진 간격 내에서). 이 구성표는 출력 펄스가 형성되는 동안 다른 트리거가 있는 경우 다시 시작하는 속성이 있습니다(생성된 펄스 지속 시간의 카운트다운이 새로 시작됨).
그림 1.29. 클록 생성기의 주파수와 출력 펄스의 지속 시간을 동기화하는 단일 진동기 트리거 펄스가 입력에 도달하는 순간에 그림 1.29에 표시된 회로는 출력에서 신호를 제공하며, 지속 시간은 클록 주파수(T=1/ft)의 주기와 같습니다. 발전기 주파수(ft)의 석영 안정화로 회로를 매우 안정적인 단일 진동기로 사용할 수 있습니다. 출판: irls.narod.ru
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, 여기서 E는 회로의 공급 전압입니다. Uthr - 임계값 레벨(그림 1.10)을 사용하여 요소를 전환합니다.
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