Egyszerű RC áramkör téglalap alakú impulzus késleltetéshez

Egy impulzus-konverter-vezérlő fejlesztése során, például egy rezonancia-korláttal rendelkező áramkör felépítéséhez, szükség lehet az impulzussor szélének és széleinek késleltetésére, amikor egy téglalap alakú jelet adnak az áramkör egyik blokkjáról a másikra.

Időnként egy egyszerű áramkör, amely két logikai invertert és egy RC áramkört tartalmaz, alkalmas ennek a problémának a megoldására. Erre a célra célszerű mikroáramkört használni, amely inverterek halmaza kellően meghatározott küszöbértékkel. Egy ilyen mikroáramkörre példa a 74N0404, benne 6 „NEM” logikai elem van, és kiderül, hogy egy ilyen mikroáramkörben elméletileg lehetséges 3 késleltetési áramkört felépíteni az alábbi ábra szerint.

A gyakorlatban, amikor egy téglalap alakú impulzus elbomlása megérkezik az első frekvenciaváltó bemenetéhez, egy előél érkezik az RC áramkörhöz a kimenetéből, és megkezdődik a kondenzátor töltése. A kondenzátoron keresztüli feszültség exponenciálisan növekszik, és elméletileg eléri a maximális értéket (Uп) 5 * RC másodperc elteltével (itt R az ellenállás ellenállás ohmban, C a kondenzátorok kapacitása fáradságban).

Ha a kondenzátort a felső lapja a következő logikai elem bemenetéhez köti (a második frekvenciaváltó bemenetéhez), akkor amikor a kondenzátoron keresztüli feszültség eléri a küszöböt (Uпор), akkor kimenete esik, de egy megfelelő késleltetéssel, a bemenetre alkalmazott csepphez viszonyítva első inverter. Most, míg a kondenzátor feszültsége nem esett a második frekvenciaváltó küszöbére, a kimeneten alacsony feszültséget kell tartani.

Amikor egy téglalap alakú impulzus élének széle jelenik meg az első frekvenciaváltó bemenetén, akkor esése csepp képződik a kimeneten, vagyis alacsony feszültség jelenik meg, és az ellenállás gyakorlatilag a nullbuszhoz lesz csatlakoztatva. A kondenzátor az ellenálláson keresztül kezd kisülni.

A kondenzátor feletti feszültség exponenciálisan csökken, és elméletileg eléri a nullát 5 * RC-vel megegyező időtartam után. Mivel azonban a felső bélésű kondenzátor a második frekvenciaváltó bemenetéhez van csatlakoztatva, mihelyt a rajta lévő feszültség a működési küszöbértékre esik, megjelenik egy előél a kimeneten, de egy megfelelő késleltetéssel, az első frekvenciaváltó bemenetére alkalmazott elülső oldalhoz viszonyítva. És most, amíg a kondenzátor feszültsége meg nem nő a második frekvenciaváltó küszöbére, a kimeneten magas szintű feszültséget kell tartani.

Ha a mikroáramkört 5 volt stabilizált feszültséggel táplálják, akkor a küszöbfeszültség mindig azonos szinten marad. És a gyakorlatban az így elért késleltetés időparamétereit kiszámíthatjuk és szükség szerint beállíthatjuk egy változó ellenállás használatával, különösen, ha a fejlesztő kéznél van oszcilloszkóp.

Az RC áramkör alkotóelemeinek kiválasztásakor a helyes megközelítést azon a tényen kell alapozni, hogy a fáziseltolódott impulzus időtartama lehetőleg több mint 5 * RC legyen, akkor az áramkör pontosan működni fog, és a fenti képletekkel végzett számítások helyesnek bizonyulnak.

Ha a következő impulzus megérkezésekor a kondenzátort gyorsabban kell üríteni, akkor párhuzamos elágazást vezetünk egy másik diódával rendelkező ellenállásból (vagy egy diódából, ellenállás nélkül), majd az áramkör egyik kidolgozási ciklusához a második ciklustól eltérő időállandót kapunk.

Ezenkívül nem szabad elfelejteni, hogy a mikroáramkör bemeneti és kimeneti áramát (az első frekvenciaváltó kimenetén, mind a kondenzátor töltésekor, mind pedig az ürítésekor) korlátozzák a használt mikroáramkör adatlapjában található maximális megengedett értékek.Ennélfogva egy ilyen terv fáziseltolódó áramköreinek kondenzátorai, amelyek kapacitása nem haladja meg a több nanofaradot, különösen akkor, ha ellenállás nélküli diódát használnak az RC áramkör egyik ágában.