Необычное применение переключателей КМОП. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Микросхемные переключатели структуры КМОП предназначены для коммутации аналоговых сигналов. Однако эти приборы, как и многие другие, наряду со своей основной функцией способны выполнять и другие, порой довольно неожиданные.

Несколько схемных вариантов нестандартного применения электронных переключателей описано в публикуемой статье.

Радиолюбительские эксперименты показывают, что электронные переключатели, входящие в состав микросхем К176КТ1. К561КТЗ. 564КТЗ и КР1561КТЗ [1; 2], являются универсальными элементами, позволяющими использовать их в различных функциональных узлах - инверторах, повторителях сигнала и др. На основе этих переключателей можно строить генераторы прямоугольных импульсов, RS-триггеры, а также триггеры Шмитта с регулируемой шириной "гистерезиса".

Пример использования аналогового переключателя в качестве инвертора показан на схеме рис. 1. Когда на вход управления С подан Сигнал низкого уровня, переключатель находится в состоянии Z и на его выходе В присутствует сигнал высокого уровня благодаря наличию резистора R1. При подаче на вход С высокого уровня вход А. на котором фиксирован низкий уровень, соединяется с выходом В. Поэтому на выходе также будет нулевой сигнал. Таким образом, по отношению к входу С устройство работает как инвертор.

Собрать инвертор можно на любом из четырех переключателей, составляющих микросхему. Кроме К561КТЗ. в этом и других узлах, описанных ниже, можно использовать микросхемы К176КТ1. 564КТЗ. КР1561КТЗ.

На рис. 2 показана схема повторителя сигнала. Когда на входе С подан сигнал низкого уровня, переключатель DA1.1 находится в состоянии Z, на выходе - сигнал низкого уровня благодаря резистору R1. Когда на входе С низкий уровень сменяется высоким, "контакты" переключателя замыкаются и со входа А на его выход В поступает высокий уровень. То есть по отношению к сигналу на входе С узел работает как повторитель.

Необходимо отметить, что передаточная характеристика у инвертора и повторителя напряжения на аналоговых переключателях довольно плавная, что необходимо учитывать при проектировании устройств с их использованием.

Пример построения генератора прямоугольных импульсов на основе аналоговых переключателей представлен на схеме рис. 3. Переключатель DA1.1 работает в качестве повторителя, a DA1.2 - инвертора. В начальный момент после включения питания конденсатор С1 разряжен, оба переключателя закрыты. Образуется цепь зарядки конденсатора С1: плюсовой провод питания - R3 - R2 - C1 - R1 - общий провод. Как только напряжение на входе С переключателя DA1.1 достигнет порога его включения, он откроется, а вслед за ним откроется и переключатель DA1.2.

Теперь конденсатор С1 начинает разряжаться через резисторы R1, R2 и сопротивление открытого переключателя DA1.2. При соблюдении условий R1 < R2 < R3 < R2; Uпит = const экспериментально было установлено, что период колебаний зависит от номиналов элементов R2 и С1 следующим образом: если Uпит = 5 В. то Т = 0.6 R2-C1; 10 В -0,5 R2-C1; 15 В-0.4 R2-C1.

На аналоговых переключателях возможно построить и RS-триггер (рис. 4). Предположим, что тригтер находится в нулевом состоянии (Q=0, Q=1). переключатель DA1.1 закрыт (на его входе С присутствует низкий уровень), a DA1.2 открыт (на входе С - высокий уровень).

При нажатии на кнопку SB2 "S" на вход С переключателя DA1.2 поступает напряжение низкого уровня и он закрывается, а на выходе Q триггера появляется единичное напряжение. Переключатель DA1.1 открывает единичное напряжение на входе С. и выход Q переходит в нулевое состояние.

Аналогичным образом при нажатии на кнопку SB1 "R" переключатель DA1.1 закрывается и выход Q переходит в единичное состояние. Переключатель DA1.2 открывается единичным напряжением на входе С и на выходе Q действует нулевое напряжение.

Пример построения триггера Шмитта показан на схеме рис. 5.

Здесь переключатель DA1.1 работает повторителем напряжения. Выбором соответствующих значений сопротивления резисторов R1-R4 можно задавать верхний Uв и нижний U.. пороги переключения триггера. Пороговые значения напряжения можно определить по приближенным зависимостям (сопротивлением сигнального канала открытого переключателя и падением напряжения на открытом диоде пренебрегаем):

Обычно принимают сопротивление резистора R1 в пределах от 10 до 50 кОм. R2 и R3 - от 0.1 до 1 МОм [3].

При использовании аналоговых переключателей следует иметь в виду, что их сопротивление в открытом состоянии зависит от напряжения питания. Колебания напряжения питания приводят к соответствующим изменениям частоты генерируемых импульсов, а также порогов срабатывания триггера Шмитта.

Литература

1. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах (справочник). - м Радио и связь. 1990. с. 109. 110.
2. Бирюков С. А. Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах (второе изд.). - М.- Радио и связь. 1996. с. 81-83.
3. Зельдин Е. А. Импульсные устройства на микросхемах. - М.: Радио и связь. 1991. с. 30.31.

Автор: В.Олейник, г.Королев Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Метаболизм быстрый и медленный 15.03.2021 Ученые Университета Миссисипи в США исследовали факторы, влияющие на скорость метаболизма в теле человека. Известно, что многие люди, которые жалуются на свой обмен веществ, подразумевают недостаточное количество сжигаемых калорий. Считается, что тело людей с быстрым метаболизмом тратит на определенные физиологические задачи больше энергии, а с медленным - меньше. Процесс обмена веществ не так прост, как принято считать. Существует множество факторов, влияющих на скорость обменных процессов. Метаболизм подразумевает под собой химические реакции, обеспечивающие жизнедеятельность организма человека. Данный процесс выполняет три основные функции: добычу энергии из пищи, синтез белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот, а также выделение продуктов метаболизма. Для выполнения всех этих функций необходима энергия. Калории, затраченные на обеспечение базовых процессов в организме, относятся к "основному обмену веществ". Однако человек не находится в состоянии покоя все время. Ученые утверждают, что на основной обмен веществ уходит около 65% энергии, в то время как все остальное уходит на состояние активности: работу, занятия спортом, хобби и прочее. Среднее значение суточного потребления калорий для взрослого человека составляет 35 ккал на килограмм веса. Довольно часто встречаются люди, имеющие одинаковый вес, но потребляющие разное количество калорий. У науки существует несколько вариантов объяснения такого явления. Во-первых, человек, которые потребляет, например, на 30% больше калорий, скорее всего расходует больше энергии на активный обмен веществ. Это может происходить за счет занятий спортом, долгих пеших прогулок или активных хобби. Вторым фактором может быть состояние здоровья. Щитовидная железа является одним из регуляторов обменных процессов в организме. Чем интенсивнее вырабатывается тироксин, тем выше будет скорость метаболизма. Температура тела также влияет на обмен веществ. Повышение температуры на 0,5 градусов Цельсия ускоряет метаболизм на 7%. С другой стороны, депрессия, недостаток кислорода, длительное голодание, а также истощение мышц приводят к замедлению обменных процессов. Третьим важным фактором является состав тела. Дело в том, что мышцы отличаются большей метаболической активностью, чем жировая ткань, поэтому на их поддержание расходуется много энергии. Таким образом, для ускорения метаболизма человеку необходимо вести активный образ жизни и увеличивать мышечную массу в организме.

Другие интересные новости:

▪ ATSAMR34/35 - радио LoRa плюс микроконтроллер Cortex-M0+ для интернета вещей

▪ Гамма-телескоп на Канарах

▪ Инопланетян найдут по парниковым газам

▪ 8-Гбит DDR4-чипы и 32-Гбайт DDR4-модули Samsung

▪ Самый маленький микрофон в мире

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Братья по разуму. Крылатое выражение

▪ В чем специфика Италия в IХ-ХI вв.? Подробный ответ

▪ статья Погрузка древесины погрузчиками типа Фискарс. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Беглый светодиодный огонь (вариант 2). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как заставить электромагнит вращаться. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025