Prosty obwód RC dla prostokątnego opóźnienia impulsu

Podczas opracowywania sterownika konwertera impulsów, na przykład w celu skonstruowania obwodu z retencją rezonansu, może być konieczne opóźnienie krawędzi impulsów i zanik sekwencji impulsów, gdy prostokątny sygnał jest przykładany z jednego bloku obwodu do drugiego.

Czasami prosty obwód składający się z dwóch logicznych falowników i obwodu RC jest odpowiedni do rozwiązania tego problemu. W tym celu wygodnie jest użyć mikroukładu, który jest zestawem falowników o wystarczająco określonych progach. Przykładem takiego mikroukładu jest 74N0404, jest w nim 6 elementów logicznych „NIE” i okazuje się, że na jednym takim mikroukładzie można teoretycznie zbudować 3 obwody opóźniające zgodnie ze schematem poniżej.

W praktyce, gdy zanik prostokątnego impulsu dociera do wejścia pierwszego falownika, krawędź wiodąca dociera do obwodu RC z jego wyjścia i rozpoczyna się ładowanie kondensatora. Napięcie na kondensatorze rośnie wykładniczo i teoretycznie osiąga maksimum (U U) po czasie równym 5 * sekundom RC (tutaj R to rezystancja rezystora w omach, C to pojemność kondensatorów w faradach).

Jeśli kondensator jest połączony górną płytą z wejściem następnego elementu logicznego (do wejścia drugiego falownika), to gdy napięcie na kondensatorze osiągnie swój próg (Uпор), na jego wyjściu pojawi się spadek, ale z odpowiednim opóźnieniem czasowym, w stosunku do spadku zastosowanego na wejściu pierwszy falownik. Teraz, gdy napięcie na kondensatorze nie spadło do progu drugiego falownika, na jego wyjściu utrzymane zostanie napięcie niskiego poziomu.

Kiedy krawędź wiodąca prostokątnego impulsu pojawi się na wejściu pierwszego falownika, na jego wyjściu powstanie kropla, to znaczy pojawi się napięcie niskiego poziomu, a rezystor zostanie praktycznie podłączony do szyny zerowej. Kondensator zacznie się rozładowywać przez rezystor.

Napięcie na kondensatorze spadnie wykładniczo i teoretycznie osiągnie zero po upływie czasu równego 5 * RC. Ale ponieważ kondensator z górną okładziną jest podłączony do wejścia drugiego falownika, gdy tylko napięcie na nim spadnie do progu jego działania, krawędź wiodąca pojawia się na jego wyjściu, ale z odpowiednim opóźnieniem czasowym, w stosunku do przodu przyłożonego do wejścia pierwszego falownika. A teraz, dopóki napięcie na kondensatorze nie wzrośnie ponownie do progu drugiego falownika, wysokie napięcie będzie utrzymywane na jego wyjściu.

Jeśli mikroukład jest zasilany stabilizowanym napięciem 5 woltów, wówczas napięcia progowe zawsze będą na tym samym poziomie. W praktyce parametry czasowe osiągniętego w ten sposób opóźnienia można obliczyć i odpowiednio dostosować za pomocą rezystora zmiennego, zwłaszcza jeśli deweloper ma pod ręką oscyloskop.

Prawidłowe podejście przy wyborze komponentów obwodu RC powinno opierać się na fakcie, że czas trwania przesuniętego fazowo impulsu powinien wynosić korzystnie więcej niż 5 * RC, wtedy obwód będzie działał dokładnie, a obliczenia przy użyciu powyższych wzorów okażą się prawidłowe.

Jeśli konieczne jest szybsze rozładowanie kondensatora po nadejściu następnego impulsu, wówczas do obwodu dodaje się równoległą gałąź z innego rezystora z diodą (lub jedną diodą, w ogóle bez rezystora), a następnie dla jednego z cykli opracowania obwodu uzyskana zostanie inna stała czasowa niż dla drugiego cyklu.

Ponadto należy pamiętać, że prądy wejściowe i wyjściowe mikroukładu (na wyjściu pierwszego falownika, zarówno podczas ładowania kondensatora, jak i podczas rozładowania) są ograniczone przez maksymalne dopuszczalne wartości, które można znaleźć w arkuszu danych dla używanego mikroukładu.Z tego powodu kondensatory o pojemności nie większej niż kilka nanofaradów są używane do budowy obwodów z przesunięciem fazowym takiego planu, szczególnie jeśli dioda bez rezystora jest zastosowana w jednej z gałęzi obwodu RC.