Генераторы импульсов используют во многих радиотехнических устройствах (электронных счетчиках, реле времени), применяют при настройке цифровой техники. Диапазон частот таких генераторов может быть от единиц герц до многих мегагерц. Здесь приводятся простые схемы генераторов, в том числе на элементах цифровой «логики», которые широко используются в более сложных схемах как частотозадающие узлы, переключатели, источники образцовых сигналов и звуков.
МИКРОСХЕМЫ ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ
В схемах цифровых устройств, основанных на микросхемах, важную роль играют различные формирователи импульсов. Это могут быть сигналы от кнопок и переключателей, сигналы с замедленными фронтами, дифференцирующие схемы и мультивибраторы. В данной части книги рассматриваются принципы построения таких формирователей и генераторов, использующих КМОП-логику.
Известно, что прямое подключение сигналов от механических контактов к входам интегральных схем не всегда возможно из-за явления «дребезга» – многократных, хаотичных замыканий и размыканий при переключении. Если вход устойчив к дребезгу (например, входы установки триггеров или счетчиков), то прямое подключение допустимо. Однако, для счетных входов требуются специальные меры защиты от дребезга, чтобы избежать многократных срабатываний.
Для борьбы с дребезгом в КМОП-схемах можно применять методы, используемые в ТТЛ-схемах, например, статический триггер на двух элементах «И-НЕ» или «ИЛИ-НЕ». Однако, из-за высокого входного сопротивления КМОП-микросхем (сотни, тысячи мегаом) и относительно низкого выходного (сотни ом — килоом), схемы подавления дребезга можно упростить, убрав резисторы. Альтернативой является схема на одном неинвертирующем логическом элементе.
Стоит отметить, что большинство МИКРОСХЕМЫ ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ– инвертирующие. К неинвертирующим относятся определенные микросхемы (перечислены в оригинальном тексте). Микросхемы с буквами «ПУ» предназначены для согласования КМОП и ТТЛ. Из-за этого, выходные токи при подаче питания или соединении с общим проводом могут достигать десятков миллиампер, что снижает надежность и создает помехи. Их не рекомендуется использовать в мультивибраторах и триггерах Шмитта из-за высокого потребления тока при плавном изменении сигнала. Инвертирующие микросхемы (перечислены в оригинальном тексте) также не рекомендуются.
Поэтому, в дальнейшем, под неинвертирующим элементом подразумевается либо два последовательных инвертирующих элемента (кроме упомянутых выше), либо определенные микросхемы, включенные как неинвертирующие. Возможность их использования описана в предыдущей главе. Иногда можно использовать свободный триггер микросхемы.