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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Искусственный интеллект для управления инопланетными базами 29.11.2018 Группа инженеров из TRACLabs Inc работают над созданием системы мониторинга планетарных баз, которая в некотором смысле будет напоминать печально известного HAL 9000 из фильма Стэнли Кубрика "Космическая одиссея 2001 года". Новый искусственный интеллект по управлению внеземными базами называется CASE (cognitive architecture for space agents - когнитивная архитектура для космических средств)ю Система предназначена для управления базой на другой планете, скажем, Марсе. Она должна заботиться о повседневных, но критически важных задачах, таких как поддержание уровня кислорода и избавление от отходов. Такая система должна знать, что делать и как делать, выполняя задачи с помощью робоманипуляторов. Именно поэтому CASE спроектирован как трехслойная система. Первый слой отвечает за контроль "железа", вроде систем подачи энергии, жизнеобеспечения и так далее. Второй слой отвечает за управление программами, контролирующими "железо". А вот третий слой самый любопытный. Он отвечает за изобретение решений в ответ на появляющиеся проблемы, например, при разгерметизации одного модуля надо будет срочно изолировать его от остальных. Более того, новый ИИ будет иметь так называемую онтологическую систему - то есть по профилю работы он должен себя осознавать и выносить самостоятельные решения, сравнивая данные с сенсоров, предыдущий усвоенный опыт и информацию, полученную от людей. Именно поэтому система будет общаться с людьми именно так, как изображено в фильме. То есть вести диалог. Ученые уже выстроили прототип планетарной базы в виртуальной реальности, и CASE пока смог управлять ей в течение четырех часов. Так что предстоит много работы. Но в конце концов у исследователей в запасе есть минимум десять лет, ведь до Марса люди доберутся совсем нескоро.

Другие интересные новости:

▪ Оптоволоконные решения 40/100 Гбит от Siemon

▪ Сверхминиатюрный широкополосный детектор мощности LTC5508

▪ Ветряки могут вызвать локальное потепление

▪ Firefox 3.6 будет определять ориентацию экрана

▪ Акустический левитатор для переноса еды

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Ремонт дверной рамы. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какой напиток изобрели немцы, лишившись поставок ингредиентов для Кока-Колы? Подробный ответ

▪ статья Мартиния. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Прибор для определения степени утомления глаз. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сетевые импульсные блоки питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026