Длительность восстановления tBoo — (3 -г- 5) CR. Минимальная длительность одного цикла работы, ждущего мультивибратора определяется величиной Ттт = tn -f- taoc + ^Пнл + ^выкл'. частота
.запускающих импульсов не должна превышать FMaK0 = 1/Тшт.
Недостатком схемы на диодном тиристоре является необходи мость в мощном источнике запускающих импульсов (в процессе запуска через источник протекает ток тиристора). Этого недо статка лишены схемы ждущих мультивибраторов на управляемых (триодных) тиристорах. Некоторые варианты таких схем при ведены на рис. 9.15а, б, в. Временные диаграммы и количествен ные соотношения остаются здесь такими же, как и в ранее
рассмотренной схеме; следует только отметить, что запуск осуще ствляется положительными импульсами.
Важно указать, что рассмотренные схемы не обеспечивают вы сокой стабильности длительности формируемого импульса, что об условлено зависимостью последней от параметров тиристора (в частности, от / Вынл); применение вместо конденсатора С элемента.
о) + £
Рис. 9.15
задержки D (рис. 9.15г) позволяет формировать на нагрузке пря моугольные импульсы. На практике встречаются и многие другиеварианты схем ждущих мультивибраторов.
А в т о к о л е б а т е л ь н ы е м у л ь т и в и б р а т о р ы . Рассмот ренные выше схемы ждущих мультивибраторов могут, в принципе,- работать и в автоколебательном режиме, если только соответ ствующим образом выбрать их параметры.
Рассмотрим в качестве примера схему мультивибратора на одном диодном тиристоре (рис. 9.16а). Условия работоспособности
-схемы, обеспечивающие автоколебательный режим [ф-ла |
(9.166)] |
имеют вид: |
(9.33) |
( Е - £/вкл)/R > ■^вкл» E/R + Rn < ^ВЫКЛ |
(так как обычно R гвкл, то последнее условие записывают в форме Е/R <С /вкл) • Временные диаграммы напряжений и токов в схеме показаны на рис. 9.166. В течение промежутка времени /„ тиристор включен, конденсатор С разряжается через резистор
итиристор Т с постоянной времени траз ÄJ CRu. Когда ток і через тиристор, уменьшаясь, достигает значения / выкл. тиристор выклю чается и конденсатор С заряжается через резистор R с постоянной BpeMGHII Тзар CR до тех пор (длительность tn), пока напряжение
ина тиристоре не достигнет Епі;л, при котором вновь включается
тиристор и начинается разряд конденсатора С. Так как начальный ток г(0) разряда приблизительно равен Um;.JR„, то по аналогии с (9.32)
|
CRn |
____ Цдкч_____ |
(9.34) |
|
Rn Uпыкл ^IR) |
Длительность паузы /п определяется согласно (2.7) как |
|
ta = CR ln |
ис (°°) ~ |
ис |
( у |
= |
CR In E( U вкл ^выкл*и) |
(9.35) |
|
ис (оо) - |
ис |
|
Е — U„ |
|
(здесь за начало отсчета выбран момент начала паузы). Если пренебречь относительно малыми величинами 6У,шл, Дыкл^п>
найдем |
|
^п = С^1п |
(9.36) |
Период автоколебаний T = tn-\-t„\ |
так как tu <g.ta, скважность |
импульсов £ = 7ДП» 1. |
|
Заметим, что форма напряжений в рассматриваемой схеме пи лообразная. Для получения импульсов, форма которых близка к прямоугольной, применяются специально усовершенствованные схемы мультивибраторов, в частности такие, в которых вместо конденсаторов используются элементы задержки.
10
Ф у н к ц и о н а л ь н ы е у с т р о й с т в а т е х н и к и с в я зи и у п р а в л е н и я
10.1.КОМБИНАЦИОННЫЕ ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
Втехнике связи и управления используются сигналы, парамет ры которых— амплитуда, длительность и т. п. — представляются
либо в аналоговой (непрерывной) форме, |
либо в |
дискретной |
(чаще всего бинарной). В зависимости от характера |
сигналов — |
аналоговых или дискретных —• применяются |
аналоговые или ди |
скретные функциональные устройства, предназначенные для реги страции и счета импульсов, для их селекции по тем или иным признакам, для распределения импульсов (сигналов) по различ ным каналам и т. п.
В настоящей главе рассматриваются некоторые широко ис пользуемые в технике связи и управления аналоговые и цифровые функциональные устройства, построенные на элементах импульс
ной |
и цифровой |
техники. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вначале рассматриваются комбинационные цифровые устрой |
ства (логические схемы), не содержащие |
элементов |
памяти, |
а за |
тем — примеры |
последовательностных |
цифровых |
устройств |
(ко |
нечных автоматов) — регистры, счетчики и др., а далее |
аналоговые |
функциональные |
устройства — селекторы |
импульсов, |
устройства |
временной задержки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Как было отмечено в разд. 2.1, заданной в той или иной форме |
логической |
функции |
п двоичных |
переменных Хі (і = |
1, |
2, . . . , п) |
|
|
|
|
|
y = f(xh х2, |
хп) |
|
|
|
(10.1) |
можно |
поставить в |
соответствие |
цепь — логическую |
схему, |
физи |
чески |
реализующую |
требуемое |
преобразование |
переменных. |
ры |
Задача синтеза логической схемы решается при помощи алгеб |
логики |
(булевой |
алгебры). Две |
функции — г/і = |
Ы*ь х2, ... |
... , |
Хп), Уі = fz{X\, x2t ..., хп) — называются равносильными |
(или |
эквивалентными), если они принимают равные друг другу значе ния для каждого набора (каждой комбинации значений) пере менных (хі, х2 . . . , хп)\ равносильность функций' обозначается знаком равенства: уі = у2.
В алгебре логики справедливы следующие основные законы [каждый из них записывается для операций логического сложения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(дизъюнкции) и умножения |
(конъюнкции)]: |
|
— х2х(: |
|
|
— переместительный: х\ V х2 |
= |
х2 V хц хіх2 |
|
|
— сочетательный: |
(,ѵ'і V х2) V Хз = |
Х\ V (х2 |
V л-'з); |
(х(х2)х3 = |
= |
'V! (Л'2 -Ѵ 'з) ; |
|
(х, V х2)х3 = |
хіх3 V х2 х3; |
х\х2 |
V х3 — |
|
— распределительный: |
— (-Ѵ'і V А'з) (л-2V л*з): |
(теорема |
де |
Моргана, |
правило |
отрицания); |
|
— закон инверсии |
*і |
V х2 = Л'і.ѵ2; -Ѵ'іЛ'г = |
Xi V л'2, т. |
е. |
инверсия |
логического |
сложе |
ния равносильна логическому произведению инверсий отдельных переменных, а инверсия логического произведения равносильна ло гической сумме инверсий переменных.
Справедливость записанных законов можно проверить непосред ственно при помощи таблиц истинности, т. е. таблиц информацион ных значений переменных. Очевидно,
-VV 0 = х
д: V 1 = 1 X V -V= X XV X= 1
X • 1— X
X • X= X'
X • X = 0 X = X
В алгебре логики доказывается (впрочем, это видно из даль нейшего), что любую сколь угодно сложную логическую функцию
переменных (л'і, х2 .........хп) |
можно представить в |
такой |
форме, |
где переменные хі, х2, ... , |
хп и их инверсии х\,х2, |
. .. , х„ |
объеди |
няются только при помощи операций логического умножения и сложения.
Функцию (10.1) можно представить:
— в так называемой дизъюнктивной нормальной форме
(ДНФ) — в форме дизъюнкции конъюнкций, в каждую из которых входят (не более одного раза) аргументы х{ или их отрицания х{: Например, для трех аргументов: у = ххх2 V х2 х3 V хіх2х3; если каждая конъюнкция содержит все переменные или их отрицания,
то имеем |
совершенную дизъюнктивную нормальную форму, на |
пример, У — XiX2 X3 V ХіХ2 Х3 |
V XiX2 X3\ |
— в |
так называемой |
конъюнктивной нормальной форме |
(КНФ) — в форме конъюнкции дизъюнкций, в каждую из которых входят аргументы или их отрицания; если каждая дизъюнкция со держит все переменные или их отрицания, то имеем совершенную конъюнктивную нормальную форму, например,
у = {хі V х2 V Хз) (Xi V х2 V х3) (xt V х2 V хз).
Логическая функция (10.1) может быть задана в алгебраиче ской форме (например, в ДНФ или КНФ) или в табличной, т. е. в форме таблицы информационных значений (0 или 1) перемен ных Хі (і = 1,2, ..., п) и функции у. каждому набору значений
