|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы   Ввгх Рис. 6.12. Схема выделения большего по амплитуде из двух сигналов Рис. 6.13. Схема . выделения большего по амплитуде из произвольного числа сигналов сигналов минимальный, можно воспользоваться схемой, аналогичной приведенной, в которой изменено на обратное включение диодов и резистор R подключен к положительному источнику питания Тогда можно будет выполнить операцию следующего вида: t/BMji = min (t/i, U2. ... Uf/). Сопротивление резистора R зависит от числа обрабатываемых входных сигналов и значения собственного фазового сдвига входного сигнала в использованных ОУ. Обычно достаточно установить R= 10 кОм. В три раза больше диодов необходимо, если требуется выбрать и передать на выход средний по напряжению сигнал из нескольких поданных на вход схемы (рис. 6.14). В приведенной схеме для трех сигналов каждый сигнал сначала сравнивается с двумя другими и в точках А, Б, В устанавливается максимальный из двух сравниваемых сигналов. Очевидно, что при этом в двух точках будет установлен максимальный из трех сигнал, а в третьей точке максимальный сигнал будет соответствовать среднему из трех напряжению. Это среднее напряжение затем и выделяется посредством выполнения оставшейся частью схемы операции выбора и передачи на выход минимального из напряжений в точках А, Б, В. Таким образом, будут справедливы следующие соотношения: t/ = rnax(t/i, U2), Ug = max(U2, U3), Ug = max(U,, Из), = min (t/,, t/, t/g). Устройство работает аналогично описанным выше схемам. Целесообразно только резисторы заменить генераторами стабильного тока, чтобы устранить влияние изменения тока через диоды при изменениях t/i, t/2, t/3 на точность выполнения операций с этими сигналами.. При изменениях интервалов времени между импульсами обычно формируются измерительные импульсы с помощью пороговых устройств. Если же измеряются интервалы времени между импульсами, принадлежащими к двум разным последовательностям, то изменение амплитуды измерительных импульсов при неизменном пороге сравнения увеличивает погрешность измерения вследствие изменения ширины измерительных импульсов. Для исключения этой составляющей погрешности используются пороговые устройства, уровень срабатывания которых t/nop автоматически изменяется   Рис. 6.14. Схема выделения среднего по амплитуде из трех сигналов Рис. 6.15. Схема компаратора с пороговым напряжением, пропорциональным амплитуде входных импульсов  пропорционально амплитуде имульсов {/„х. „ (рис. 6.15). Благодаря этому отношение tnop / t/вх. и остается неизменным. В показанной схеме основную функцию выполняет подключаемый к ее выходу компаратор. На базе двух ОУ А1, А2 построен пиковый детектор, формирующий пороговое напряжение, пропорциональное амплитуде входных импульсов. Емкость конденсатора С2 и сопротивления резисторов R}, R2 выбираются в зависимости от частоты входных импульсов и требуемого порогового напряжения. Емкость С2 должна быть настолько большой, чтобы за время т между импульсами напряжение на делителе RjlR2 несущественно уменьшилось, т. е. (Ri +R2) CxiOj. При изменении амплитуды входных импульсов от 0,5 до 6 В пороговое напряжение при показанных на схеме параметрах элементов остается постоянным и примерно равным 25 мс при длительности импульсов около 50 мкс. Если допустимо ухудшение до 10% точности поддержания порогового напряжения, то А/ из схемы можно исключить, соединив цепи выхода и неинвертирующего входа А1. Глава 7 АНАЛОГОВЫЕ ТАЙМЕРЫ Таймеры - новый тип функциональных элементов в семействе аналоговых микросхем общего применения. Обладая, как и ОУ, компараторы, перемножители, высокой надежностью, простотой применения в аппаратуре и низкой стоимостью, аналоговые таймеры расширили возможности построения микроэлектронных преобразователей точных интервалов времени длительностью от микросекунды до месяцев. Выпускаемые в настоящее время таймеры делятся на два класса.- однотактные и многотактные (табл. П5, П6). Оте- чественной промышленностью выпускается в настоящее время только таймер КР1006ВИ1. Среди многотактных зарубежных таймеров самым удачным по структуре, универсальности и массовости использования стал программируемый таймер XR2240. Несмотря на то, что Б современном семействе таймеров, выпускаемых за рубежом, насчитывается более десяти наименований микросхем, наиболее широко используются NE555 (аналог КР1006ВИ1) и XR2240, а также NE556 и LM322, первый из которых является сдвоенным таймером NE555, а второй представляет собой его более совершенную модификацию. Создание таймеров вызвано тенденцией повышения степени интеграции реализуемых функций на кристалле кремния, которая превалирует в современных аналоговых и аналого-цифровых микросхемах. По функциональному составу внутренних узлов и способу выполнения данной функции таймеры не являются полностью аналоговыми или цифровыми микросхемами. Современные таймеры наряду с компараторами напряжения, которые относят к аналоговым микросхемам, содержат узлы, выполняющие цифровые функции,- логические вентили, триггеры, счетчики и др. Компараторы в таймерах обеспечивают повышение чувствительности цифровых структур от единиц вольт до долей милливольта к изменениям -входных напряжений. Таким образом, основные функции в таймерах выполняют цифровые узлы, точность же формирования интервала времени определяется в первую очередь компараторами напряжения. Поэтому полупроводниковые таймеры чаще относят не к цифровым, а к аналоговым микросхемам. Массовое применение таймеров в аппаратуре, разнообразие решаемых ими задач и, следовательно, многообразие требований, предъявляемых к их параметрам в зависимости от типа аппаратуры и качества выполняемых функций, обусловило создание обширного семейства полупроводниковых таймеров [39, 40]. Однотактные таймеры применяются, если длительность формируемых временных интервалов лежит в пределах 1 мкс ... 1 ч. Многотактные программируемые и специализированные таймеры разработаны для аппаратуры, требующей использования генераторов сигналов сверхнизкой частоты с продолжительностью импульсов до нескольких суток. 7.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТАЙМЕРОВ Семейство однотактных таймеров можно разделить на .две группы: таймеры общего применения и специализированные таймеры (рис. 7.1). В однотактном таймере (рис. 7.2, с) длительность формируемого интервала времени определяется током заряда внещнего времязадающего конденсатора С/, а ток заряда С/ - сопротивлением внешнего времязадающего резистора Rt. Формируемый таймером временной интервал Тк пропорционален постоянной времени 7?(С/-цепи и определяется длительностью изменения напря- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [ 59 ] 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 |