Jednoduchý obvod RC pro obdélníkové zpoždění impulsu

Například při vývoji regulátoru pulzních měničů, například pro konstrukci obvodu s rezonanční retencí, může být nezbytné zpoždění okrajů pulzů a rozpadu pulzní sekvence, když je obdélníkový signál aplikován z jednoho bloku obvodu do druhého.

Pro vyřešení tohoto problému je někdy vhodný jednoduchý obvod sestávající ze dvou logických střídačů a RC obvodu. Za tímto účelem je vhodné použít mikroobvod, což je sada střídačů s dostatečně definovanými prahy. Příkladem takového mikroobvodu je 74N0404, je v něm 6 logických prvků „NOT“ a ukázalo se, že na jednom takovém mikroobvodu je teoreticky možné postavit 3 zpožděné obvody podle níže uvedeného schématu.

V praxi, když úpadek pravoúhlého impulzu dorazí na vstup prvního střídače, přední hrana dorazí na RC obvod z jeho výstupu a kondenzátor začne nabíjet. Napětí na kondenzátoru exponenciálně vzrůstá a teoreticky dosahuje svého maxima (Uп) po periodě rovnající se 5 * RC sekundám (zde R je odpor rezistoru v ohmech, C je kapacita kondenzátorů ve faradech).

Pokud je kondenzátor připojen svou horní deskou ke vstupu dalšího logického prvku (ke vstupu druhého invertoru), pak jakmile napětí na kondenzátoru dosáhne své prahové hodnoty (Uпор), objeví se na jeho výstupu pokles, ale s odpovídajícím časovým zpožděním, vzhledem k poklesu aplikovanému na vstup první střídač. Nyní, zatímco napětí na kondenzátoru nekleslo na prahovou hodnotu druhého měniče, bude na jeho výstupu udržováno nízké napětí.

Když se na vstupu prvního střídače objeví náběžná hrana pravoúhlého impulzu, vytvoří se na jeho výstupu kapka, to znamená, že se objeví nízké napětí a rezistor bude prakticky připojen k nulové sběrnici. Kondenzátor se začne vybíjet přes odpor.

Napětí na kondenzátoru se exponenciálně sníží a teoreticky dosáhne nuly po časové periodě rovné 5 * RC. Ale protože kondenzátor s jeho horním obložením je připojen ke vstupu druhého střídače, jakmile na něm napětí klesne na prahovou hodnotu jeho činnosti, objeví se na jeho výstupu náběžná hrana, ale s odpovídajícím časovým zpožděním, vzhledem k přední straně přiváděné na vstup prvního střídače. A nyní, dokud se napětí na kondenzátoru znovu nezvýší na prahovou hodnotu druhého měniče, bude na jeho výstupu udržováno vysoké napětí.

Pokud je mikroobvod napájen stabilizovaným napětím 5 V, pak prahové napětí bude vždy na stejné úrovni. A v praxi mohou být časové parametry zpoždění dosaženého tímto způsobem vypočítány a upraveny podle potřeby pomocí variabilního rezistoru, zejména pokud má vývojář po ruce osciloskop.

Správný přístup při výběru součástí obvodu RC by měl být založen na skutečnosti, že doba trvání fázově posunutého pulsu by měla být přednostně více než 5 * RC, pak obvod bude pracovat přesně a výpočty pomocí výše uvedených vzorců se ukáží jako správné.

Pokud je nutné vybít kondenzátor rychleji při příštím příštím pulsu, pak se do obvodu přidá paralelní větev z jiného odporu s diodou (nebo jednou diodou, bez rezistoru), pak se pro jeden z cyklů zpracování obvodu získá jiná časová konstanta než pro druhý cyklus.

Kromě toho je třeba si uvědomit, že vstupní a výstupní proudy mikroobvodu (na výstupu prvního střídače, jak při nabíjení kondenzátoru, tak i při vybíjení) jsou omezeny maximálními přípustnými hodnotami, které lze nalézt v datovém listu použitého mikroobvodu.Z tohoto důvodu se kondenzátory s kapacitou ne více než několika nanofaradů používají k konstrukci obvodů s fázovým posunem takového plánu, zejména pokud se v jedné z větví RC obvodu používá dioda bez rezistoru.