.

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.

Генераторы прямоугольных импульсов

В электронной технике широко применяются устройства, форма выходного напряжения которых резко отличается от синусоидальной. Такие колебания называют релаксационными, мультивибратор представляет собой разновидность одного из релаксационных генераторов. Мультивибратор (от латинских слов multim – много и vibro – колебание) – релаксационный генератор импульсов прямоугольной формы, выполненный в виде усилительного устройства с цепью положительной обратной связи (ПОС).
Генераторы импульсных сигналов могут работать в одном из трех режимов: автоколебательном, ждущем или синхронизации.

Генераторы гармонических колебаний

Условия возникновения колебаний. Положительная обратная связь является главной особенностью всех генераторов. Обратимся к структурной схеме генератора с положительной обратной связью (рис.16.1).
         Эта схема аналогична соответствующей структурной схеме усилителя с обратной связью. При рассмотрении обратной связи в усилителях было определено, что коэффициент усиления любого усилителя с обратной связью определяется выражением:  ОС= / (1 ± ),                      (16.1)

ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ

Генератором электрических колебаний называют устройство, преобразующее энергию источника питания постоянного напряжения в энергию переменных колебаний требуемой формы. В зависимости от формы выходного напряжения различают: генераторы гармонических колебаний и генераторы негармонических колебаний (импульсные генераторы).
Любой генератор, независимо от формы выходных колебаний, может работать в одном из двух режимов: режим автоколебаний и режим внешнего запуска (ждущий).
Генератор, работающий в режиме автоколебаний, обычно называют автогенератором. Выходное переменное напряжение на его выходе формируется сразу после подключения напряжения питания и не требует для начала работы подачи внешнего управляющего воздействия.

Динамические характеристик ключей на полевых транзисторах и повышение их быстродействия

Изобразим схему цифрового ключа на МОП-транзисторе с индуцированным каналом, стоковым резистором RС и временные диаграммы его работы (рис.15.14). На схеме изображена емкость нагрузки СН, моделирующая емкость устройств, подключенных к транзисторному ключу. Очевидно, что при нулевом входном сигнале транзистор заперт и UCИ = ЕС. Если напряжение UЗИ больше порового значения UЗИ ПОР транзистора, то он открывается и напряжение UСИ уменьшается до величины остаточного напряжения UВКЛ.

Ключи на полевых транзисторах

Ключи на полевых транзисторах используются для коммутации как аналоговых, так и цифровых сигналов. Достоинствами ключей на полевых транзисторах являются:
  • - малое остаточное напряжение на ключе, находящемся в открытом состоянии;
  • - высокое сопротивление в непроводящем состоянии и, как следствие, малый ток, протекающий через транзистор, канал которого перекрыт;
  • - малая мощность, потребляемая от источника управляющего напряжения;
  • - хорошая электрическая развязка между цепью управления и цепью коммутируемого сигнала;
  • - возможность коммутации электрических сигналов очень малого уровня (порядка мкВ).

Динамические характеристики ключей на биполярных транзисторах и повышение их быстродействия

Для неискажающей передачи информации транзисторными ключами необходимо, чтобы все гармоники спектра прямоугольных импульсов или импульсной последовательности усиливались с одинаковым коэффициентом усиления и начальные фазовые сдвиги между гармониками не изменялись.
Это обеспечивается равномерной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) в рабочем диапазоне частот и линейно-возрастающей фазово-частотной характеристикой ФЧХ.

Ключи на биполярных транзисторах

В линейных схемах потенциал коллектора транзистора устанавливается таким, чтобы его величина находилась в пределах между напряжением питания и напряжением на коллекторе в режиме насыщения UК НАС. При этом усиление сигнала осуществляется в окрестности установленной рабочей точки.
Отличительной особенностью линейных схем является то, что величина входного сигнала остается настолько малой, что выходное напряжение линейно зависит от входного и не выходит за пределы верхней и нижней границ линейного участка характеристики, так как в противном случае появились бы заметные искажения сигнала.

Аналоговые коммутаторы

Аналоговый коммутатор служит для коммутации аналоговых входных сигналов. Если коммутатор находится в состоянии «включено», его выходное напряжение должно по возможности точно равняться входному; если же коммутатор находится в состоянии «выключено», оно должно стать равным нулю.
Существуют различные схемные решения коммутаторов, удовлетворяющие указанным условиям. Их принцип действия показан на рис. 15.1 а, б, в на примере механических переключателей.

ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ

В отличие от рассмотренного ранее режима, где транзистор работал в режиме малого сигнала и являлся линейным элементом, в импульсном режиме, являющимся характерным для цифровых устройств, транзистор работает в режиме большого сигнала. В отличие от режима малого сигнала, где отклонение от рабочей точки по постоянному току порядка 20-30%, в режиме большого сигнала транзистор переходит из зоны отсечки через активную область в режим насыщения и наоборот. Как правило, в импульсной технике транзистор работает в двух противоположных состояниях: в режиме отсечки (транзистор заперт) и в режиме насыщения (транзистор открыт и насыщен). Коэффициент передачи транзистора в этих режимах меньше единицы, т.е. он не обладает усилительными свойствами.