|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы НИЗКОГО уровня, которые обычно состоят из р - п-р-транзисто-ров, триггера и разряжающего транзистора (представленного переключателем Si), способны вносить дополнительные ошибки хронирования и нарушить надежную работу. Для применений, требующих временной задержки порядка 1 мкс или меньше, лучше подходят перезапускаемые ТТЛ-одновибраторы и КМОП-варианты основного одностабильного мультивибратора, так как они обладают меньшим временем отклика. (Эти схемы не будут рассматриваться в данной главе.) Для выработки длинных временных задержек (в диапазоне нескольких минут), которые требуют больших значений R и С, входные токи компараторов и токи утечки времязадающей емкости или внутреннего разрядного транзистора способны ограничивать точность хронирования схемы. Обычно для хронирующих применений, требующих задержек времени более нескольких минут, многоцикловые схемы или схемы типа «таймер/счетчик времени» обеспечивают более экономичное и практичное решение, чем ИС таймеров типа «одновибраторов». 4.2г. Интегральные схемы таймеров/счетчиков Таймеры/счетчики, или многоцикловые хронирующие схемы, это такие таймеры, которые обладают дополнительной способностью обеспечивать сверхдлительные временные задерлжи. В них используется комбинация генератора базового времени, который в основном схож с простой схемой таймера экспоненциального типа, описанной ранее, и двоичного счетчика для создания нужного времени задержки. На рис. 4.6 показана упрощенная блок-схема ИС таймера/счетчика, который состоит из трех основных узлов: генератора базового времени, двоичного счетчика и управляющего триггера. Работа таймера/счетчика может быть описана следующим образом. Когда схема находится в состоянии покоя или в исходном состоянии, то генератор базового времени заперт, а счетчик установлен на нуле. Однако, когда схема запущена, генератор базового времени начинает работать и выдает серию хронирующих импульсов, скорость повторения которых пропорциональна величине внешних времязадающих резистора R и емкости С. Эти хронирующие импульсы затем подсчитываются двоичным счетчиком, и, когда заранее установленная величина достигается, двоичный счетчик сбрасывает управляющий триггер, останавливает генератор базового времени и завершает хронирующий цикл. Общий хронирующий интервал Го пропорционален произведению величин NRC, где - заранее заданная величина счета. ... : . - Объединение стабильного генератора базового времени и программируемого двоичного счетчика на одной ИС обеспечивает ряд уникальных прикладных и эксплуатационных особенностей, общих для всех семейств таймеров/счетчиков. Некоторые из этих бсобенностей приводятся ниже. Генератор базового времени Запусн 1 с- Сброс i- о- двоичный, счетчик Выход -с Управляющая Логина - 7"о рРис. 4.6. Упрощенная блок-схема ИС таймера/счетчика. i* Получение длительных задержек с помощью конденсаторов малой емкости. Для получения заданной временной задержки в таймере/счетчике можно было бы использовать времязадаю-щий конденсатор С, который в Л раз меньше, чем конденсатор для таймера типа «одновибратора», где N - значение, запрограммированное в двоичном счетчике. Так как конденсаторы большой емкости с малой утечкой являются достаточно дорогими, данная технология может привести к меньшим затратам для получения длительных временных задержек, превышающих несколько минут. .1 Каскадная реализация сверхдлинных задержек. Если каскад-но соединить два таймера/счетчика, то получается каскад из шкал счетчиков обоих таймеров. Так как второй таймер/счетчик делит выходную последовательность счетчика первого таймера, то величина задержки, достижимая на каскаде, увеличивается в геометрической прогрессии, а не в арифметической. Например, если один таймер/счетчик дает задержку времени lRC, то два таких таймера/счетчика, соединенные последовательно, будут обеспечивать временною задержку NRC, где W - значение, установленное на двоичном счетчике. Таким образом, каскад из двух таймеров/счетчиков на ИС с 8-разряд- 4.3. ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА ТАЙМЕРА 555 Таймер 555, впервые представленный фирмой Signetics в 1972 г., является одиоцикловым таймером, подобным по структуре и принципам действия экспоненциальной хронирующей схеме, показанной на рис. 4.3. Это таймер общего назначения, пригодный к моностабильному и астабильному режимам работы в широком диапазоне. 4.3а. Внутренняя структура и анализ Функциональная блок-схема таймера 555 дана на рис. 4.7. Дей-: ствие схемы следующее: резисторная цепочка делителя напряжения, включающая три одинаковых резистора, устанавливает пороговые напряжения верхнего и нижнего компараторов /зУсс и /зсс соответственно. Хронирующий цикл схемы начинается с запускающего входного импульса ниже значения нижнего порога VsVcc Нижний компаратор изменяет состояние, и управляющий триггер переключает выход на его высокий уровень (ко-.торый на 2Vbe и IR ниже Vcc) и запирает разряжающий транзистор Qi. Это позволяет внешней емкости С заряжаться до Vcc .через внешний резистор Ra- Когда напряжение внешней емкости достигнет верхнего порога напряжения компаратора Vscc, верхний компаратор изменит состояние, что будет причиной для управляющего триггера вновь возвратиться к исходному положению. Выход таймера возвратится на нижний уровень, и транзистор Qi отопрется для быстрого разряда внешней емкости. ным двоичным счетчиком каждый может обеспечить временные задержки более 32 000/?С. Реализация ряда задержек на основе одного значения RC. Используя программируемый двоичный счетчик, шкалу значений которого можно запрограммировать между минимальным значением, равным единице, и максимальным значением, равным N, можно получить Л различных временных интервалов при использовании одного и того же внешнего параметра RC. Простота установки U4U градуировки. Хотя таймеры/счетчики обычно используются для получения длинных временных за-, держек или интервалов, их характеристики точности определяются лишь характеристиками генератора базового времени. Узел счетчика не оказывает влияния на общую временною точность. Таким образом, установку времени, или градуировку для длинных временных интервалов, можно получить быстро, не ожидая всего хронирующего цикла, путем установления точности генератора базового времени. 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |