Подавитель импульсов дребезга контактов - формирователь импульсов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Если цифровая техника находится в сфере интересов радиолюбителя, он скорее всего знает о назначении таких распространенных узлов, как подавитель импульсов "дребезга" контактов и формирователь импульсов. Автор этой статьи предлагает описание оригинального узла, совмещающего эти функции.

В устройствах, управляемых кнопками или переключателями, радиолюбители обычно применяют узлы защиты от импульсов "дребезга" контактов, описанные, например, в [1]. Часто используют также различные формирователи прямоугольных импульсов из сигналов синусоидальной или произвольной формы [2].

В узлах подавления импульсов "дребезга", выполненных на простейших логических элементах, при управлении от одной пары контактов не удается избежать задержки либо фронта, либо спада выходного импульса (см. рис. 1 и 2 в [1]) на время, чуть большее предполагаемого времени продолжения "дребезга". В некоторых узлах RC-цепи уменьшают входное сопротивление устройства, а также его быстродействие.

В качестве формирователя импульсов часто применяют триггер Шмитта, содержащий неинвертирующий элемент (неинвертирующий усилитель или два инвертора) и два резистора. Резисторы здесь также уменьшают входное сопротивление формирователя, быстродействие и полосу пропускания. Присущий триггеру Шмитта "гистерезис" ограничивает чувствительность формирователя и обусловливает задержку сформированных перепадов напряжения по отношению к гипотетическим точкам совпадения уровней входного сигнала и порогового Uпор на время, зависящее от величины "гистерезиса" и скорости нарастания входного сигнала. Иначе говоря, при формировании импульсов триггер Шмитта вносит фазовый сдвиг, зависящий от частоты.

Описанный ниже узел способен одновременно выполнять функции подавителя импульсов "дребезга" контактов и формирователя импульсов, при этом отличие может быть только в значении постоянной времени RC-цепи.

При увеличении входного напряжения от низкого уровня к высокому узел вырабатывает на выходе крутой плюсовой перепад по первому же превышению входным сигналом порогового уровня. При уменьшении же входного напряжения от высокого уровня к низкому на выходе появляется крутой минусовый перепад, как только входной станет меньше порогового уровня.

Узел выполнен на изящном RS-триггере, схема которого показана на рис. 1 (см. также рис. 6 в [3]). В триггере, реализованном на трехвходовом неинвертирующем мажоритарном элементе DD1, цепь положительной ОС соединяет его выход с одним из входов (все три входа элемента равноправны). Оставшиеся два выполняют функции входов RS-триггера: один - из них - прямой S, другой - инверсный R.

Эти входы также равноправны; любому из них в произвольном порядке могут быть присвоены указанные обозначения, что определяется режимом хранения.

Расстановку (наименование) входов рассматриваемого RS-триггера определяет режим хранения - на каком из этих входов в режиме хранения высокий уровень, тот и есть R, а другой - соответственно S.

Сказанное можно сформулировать и иначе. Если выход мажоритарного элемента соединен с первым входом и на третий вход подан высокий уровень, то второй будет входом S, триггер реагирует только на плюсовой перепад входного напряжения, а если на третий вход подан низкий уровень, то второй вход выполняет функции R и триггер реагирует только на минусовый перепад входного напряжения.

На этом и основан принцип работы предлагаемого узла, принципиальная схема которого изображена на рис. 2, а временные диаграммы его работы - на рис. 3. Если триггер DD1.1 находится в нулевом состоянии (диаграмма 2 до момента t1, рис. 3), то на выходе инвертора DD2.1 и на конденсаторе С1 присутствует высокий уровень. Вход устройства служит входом S, узел реагирует на первый плюсовой перепад в момент t1 и переключается в единичное состояние. Цепь R1C1 создает некоторую задержку, поддерживая в течение некоторого времени высокий уровень на нижнем по схеме входе элемента DD1.1 (диагр. 4), так что узел на другие перепады (ни плюсовые, ни минусовые) входного напряжения в интервале времени t2-t1 не реагирует.

К моменту t2 колебания входного мгновенного напряжения (обусловленные "дребезгом" контактов либо другими причинами) вблизи порогового уровня Uпор заканчиваются, напряжение на конденсаторе уменьшается и на нижнем входе элемента DD1.1 появляется низкий уровень. Теперь триггер готов к приему минусового перепада входного напряжения. До момента t3 элемент DD1.1 поддерживается в состоянии 1 высоким уровнем с Входа узла и со своего Выхода. По приходу первого минусового перепада в момент t3 триггер переключается в состояние 0, и аналогично сказанному выше в интервале t4-t3 ни на какие перепады входного напряжения не реагирует.

Постоянную времени RC-цепи в узле подавления импульсов "дребезга" выбирают немного большей, чем предполагаемая продолжительность "дребезга", а в формирователе импульсов - меньшей четверти периода максимальной частоты входного напряжения.

Сформированный узлом импульс снимают с Выхода 1. На Выходе 2 присутствует инверсный по отношению к Выходу 1 сигнал.

Описанный узел обладает высокими значениями основных характеристик - чувствительностью, входным сопротивлением, быстродействием, полосой пропускания, - поскольку они целиком определены параметрами мажоритарного элемента.

В качестве инвертора могут быть применены, кроме указанного на схеме, элементы микросхем К561ЛА7, К561ЛЕ5, К561ЛП2 и им подобные.

Поскольку в описанном узле нет цепей, обеспечивающих "гистерезис", в первом приближении его следовало бы считать триггером Шмитта с нулевым "гистерезисом", не ухудшающим чувствительности. В действительности, однако из-за изменения логического уровня на нижнем по схеме (см. рис. 2) входе мажоритарного элемента возможно изменение порога Unop.

Номиналы резистора R1 и конденсатора С1 в зависимости от требуемого значения постоянной времени можно варьировать в исключительно широких пределах: сопротивление резистора - от О (перемычка) до 10 МОм, емкость конденсатора - от 0 (отсутствует) до десятков и сотен микрофарад. Если сопротивление равно нулю (перемычка), емкость конденсатора не должна быть более 1000 пФ. В случае, когда конденсатор отсутствует, его роль играет входная емкость элемента DD1.1 (12...15 пФ). Вместо RC-цепи может быть применен любой элемент задержки в том числе один или несколько неинвертирующих логических элементов.

Литература

1. Бирюков С. Устройства подавления дребезга контактов. - Радио, 1996, № 8, с. 47, 51.
2. Бирюков С. Генераторы и формирователи импульсов на микросхемах КМОП. - Радио, 1995, № 7, с. 36, 37; № 9, с. 54, 55.
3. Алексеев С. Применение микросхем серии КР1533. - Радио, 1991 № 2, с. 64. 65.

Автор: А.Самойленко, г.Клин Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Умные сережки Thermal Earring 17.02.2024 Исследователи из Университета Вашингтона представили умные термосерьги для непрерывного отслеживания состояния здоровья. В предварительных тестах устройство показало способность обнаруживать изменения температуры, связанные с приемом пищи, физической активностью и стрессом. Точность этих серег превосходит обычные умные часы в отслеживании овуляции и менструальных циклов. Умные термосерьги представляют собой перспективное решение для мониторинга здоровья, обладая высокой точностью и длительным сроком работы без подзарядки. Их разработка открывает новые возможности для персонального здравоохранения и самоконтроля. Прототип Thermal Earring по размеру и весу сопоставим с канцелярской скрепкой. Устройство состоит из двух датчиков с магнитным зажимом: один крепится к мочке уха, а другой свисает чуть ниже, оценивая температуру окружающей среды. Инженеры использовали альтернативный дизайн с элементами из смолы или драгоценных камней для удобства использования, не влияющих на точность устройства. Анализ температуры в мочке уха, а не на запястье, как у умных часов, позволил исключить влияние окружающей среды и повысил точность измерений, отмечают ученые. Они также интегрировали в миниатюрное устройство Bluetooth и аккумулятор. Благодаря оптимизации энергопотребления серьга может работать до 28 дней без подзарядки.

Другие интересные новости:

▪ Стекло в косметике

▪ Новая серия кварцевых резонаторов

▪ Пост-фокусировка камер Panasonic

▪ Электромобиль, поглощающий углекислый газ

▪ Шелковая нить проводит свет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Презренный металл. Крылатое выражение

▪ статья Какого автогонщика лишили водительских прав за превышение скорости в Швеции? Подробный ответ

▪ статья Проведение субботника. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Двухчастотный генератор на мигающем светодиоде. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы полевые. Пары и сборки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025