.

Генераторы импульсов на интегральных микросхемах таймеров

Таймер 1006ВИ1(аналог ИМС 555) позволяет создавать генераторы импульсов различной формы и одновибраторы. На рис. 16.14 приведена упрощенная схема 1006ВИ1.
Основой схемы является триггер с входами установки и сброса, управляемый компараторами. При подаче сигнала на вход «триггер» выходной сигнал переключается на высокий уровень (около EПИТ) и остается там до тех пор, пока не произойдет переключение входа «порог», в этот момент выходной сигнал падает до низкого уровня и тогда включается транзистор, соединенный с выводом «разряд». Вход «триггер» включается при уровне входного сигнала меньше 1/3 EПИТ, а «порог» – при уровне входного сигнала больше 2/3 EПИТ.

 

 

Рис.16.14. ИМС таймера 1006ВИ1
 
Генератор прямоугольных сигналов, собранный на 1006ВИ1, показан на рис.16.15.
При включении источника питания конденсатор разряжен, поэтому на выходе находится высокий уровень напряжения, транзистор разряда закрыт и конденсатор начинает заряжаться до EПИТ через резисторы R1 и R2. Когда напряжение достигает 2/3EПИТ, переключается вход «порог» и выходной сигнал переходит в состояние низкого уровня, одновременно происходит отпирание транзистора VT1, разряжающего конденсатор C на землю через резистор R2. Схема переходит в периодический режим работы и напряжение на конденсаторе С колеблется между значениями 1/3 и 2/3EПИТ с периодом T = 0,693(R1 + R2)C.
С выхода снимается колебание прямоугольной формы.
 
 
Рис.16.15. Генератор прямоугольных импульсов на 1006ВИ1
 
Генератор пилообразного напряжения может быть создан на основе схемы мультивибратора на базе таймера при использовании для заряда времязадающего конденсатора источника тока. На рис.16.16 показан способ использования для этих целей простого источника тока на p-n-p транзисторе VT.
Пилообразное напряжение на конденсаторе доходит до напряжения 2/3EПИТ , затем быстро спадает (разряд происходит через внутренний разряжающий транзистор VT1, вывод 7)до напряжения 1/3EПИТ, далее цикл начинается снова. Для развязки сигнала на конденсаторе (обеспечения независимости цепей заряда-разряда конденсатора и нагрузки) используется буфер на ОУ DA2.

  

 

 

Рис.16.16. Генератор пилообразных колебаний
 
Одновибратор легко реализуется на базе мультивибратора. Для этого необходимо вход нижнего по схеме компаратора (рис.16.14) отсоединить от времязадающей RC-цепи и использовать его в качестве управляющего входа (рис16.17, а). В установившемся режиме напряжение на управляющем входе должно превышать 1/3EПИТ. Запуск одновибратора осуществляется подачей на вход напряжения низкого уровня, меньшего 1/3EПИТ.
В исходном состоянии триггер таймера сброшен, на выходе устройства присутствует низкое напряжение. Транзистор VT1 таймера открыт, вследствие этого конденсатор разряжен. Это состояние является устойчивым.
При кратковременном снижении напряжения на управляющем входе ниже уровня 1/3 EПИТ в момент tР (рис.16.17, б) компаратор нижнего уровня установит триггер таймера, который запрет транзистор VT1. На выходе таймера установится квазиустойчивое состояние, при котором его выходной сигнал имеет высокий уровень. Это будет сопровождаться зарядом времязадающего конденсатора. При увеличении напряжения на конденсаторе до 2/3EПИТ компаратор верхнего уровня сбросит триггер и схема вернется в устойчивое состояние. Очевидно, что для нормальной работы одновибратора необходимо, чтобы, во-первых, длительность запускающего импульса была больше суммы времени срабатывания компаратора и триггера, но меньше длительности его выходного импульса. Во-вторых, пауза между приходами двух соседних запускающих импульсов должна быть достаточной для полного разряда времязадающего конденсатора.

 

                              а)                                                                б)
 
Рис.16.17. Одновибратор на 1006ВИ1 (а) и его временные диаграммы (б)
 
Одновибратор также может быть реализован на ИМС К155АГ1 (аналог – микросхема 74121), которая предназначена для работы с ТТЛ-совместимыми сигналами. С приходом запускающего импульса напряжение на выходе Q переходит с низкого уровня на высокий на время, определяемое постоянной времени RC-цепи, подключенной снаружи. На рис.16.14 показано подключение внешних элементов к ИС К155АГ1.
  

 

Рис. 16.18. Одновибратор на ИМС К155АГ1
 
Мультивибратор имеет три входа: входы А1 и А2 реализуют логическую функцию И-НЕ и запускают схему отрицательным фронтом, а вход В запускает мультивибратор через триггер Шмитта положительным фронтом.
Длительность входного импульса определяется внешними компонентами:
 
t= RC ln2 ≈ 0,7 RC.                          (16.11)