Απλό κύκλωμα RC για ορθογώνια καθυστέρηση παλμού

Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης ενός ελεγκτή μετατροπέα παλμών, για παράδειγμα, για την κατασκευή ενός κυκλώματος με κατακράτηση συντονισμού, μπορεί να χρειαστεί να καθυστερήσουν οι άκρες των παλμών και η αποσύνθεση της ακολουθίας παλμών όταν εφαρμόζεται ένα ορθογώνιο σήμα από ένα μπλοκ του κυκλώματος στο άλλο.

Μερικές φορές ένα απλό κύκλωμα που αποτελείται από δύο λογικούς αντιστροφέα και ένα κύκλωμα RC είναι κατάλληλο για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Για το σκοπό αυτό, είναι βολικό να χρησιμοποιείται ένα μικροκυκλωμα, το οποίο είναι ένα σύνολο μετατροπέων με επαρκώς καθορισμένα κατώφλια. Ένα παράδειγμα ενός τέτοιου μικροκυκλώματος είναι το 74Ν0404, υπάρχουν 6 λογικά στοιχεία "NOT" σε αυτό και αποδεικνύεται ότι σε ένα τέτοιο μικροκυκλώνα θεωρητικά είναι δυνατόν να κατασκευαστούν 3 κυκλώματα καθυστέρησης σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα.

Στην πράξη, όταν η απόσβεση ενός ορθογώνιου παλμού φτάνει στην είσοδο του πρώτου αντιστροφέα, ένα άκρο εισόδου φτάνει στο κύκλωμα RC από την έξοδο του και αρχίζει η φόρτιση του πυκνωτή. Η τάση στον πυκνωτή αυξάνεται εκθετικά και θεωρητικά φτάνει το μέγιστο (Uπ) μετά από χρονικό διάστημα ίσο με 5 * RC δευτερόλεπτα (εδώ R είναι η αντίσταση αντιστάσεως σε ohms, C είναι η χωρητικότητα στους πυκνωτές των farads).

Εάν ο πυκνωτής είναι συνδεδεμένος με την άνω πλάκα στην είσοδο του επόμενου λογικού στοιχείου (στην είσοδο του δεύτερου μετατροπέα), τότε όταν η τάση στον πυκνωτή φτάσει στο κατώφλι του (Uπόρ), θα εμφανιστεί σταγόνα στην έξοδο του, αλλά με μια αντίστοιχη χρονική καθυστέρηση σε σχέση με την πτώση που εφαρμόζεται στην είσοδο πρώτου μετατροπέα. Τώρα, ενώ η τάση στον πυκνωτή δεν έχει πέσει στο κατώφλι του δεύτερου μετατροπέα, θα διατηρηθεί χαμηλή τάση στην έξοδο.

Όταν στην είσοδο του πρώτου αναστροφέα εμφανιστεί μια αιχμή ενός ορθογωνικού παλμού, θα σχηματιστεί μια σταγόνα στην έξοδο του, δηλαδή θα εμφανιστεί μια τάση χαμηλής στάθμης και η αντίσταση θα συνδεθεί πρακτικά με το μηδενικό δίαυλο. Ο πυκνωτής θα αρχίσει να εκπέμπει μέσω της αντίστασης.

Η τάση στον πυκνωτή θα μειωθεί εκθετικά και θεωρητικά θα φθάσει στο μηδέν μετά από μια χρονική περίοδο ίση με 5 * RC. Επειδή όμως ο πυκνωτής με την άνω επένδυση συνδέεται με την είσοδο του δεύτερου μετατροπέα, μόλις η τάση πάνω του φτάσει στο κατώφλι της λειτουργίας του, εμφανίζεται μια άκρη στην έξοδο του, αλλά με μια αντίστοιχη χρονική καθυστέρηση σε σχέση με το μπροστινό μέρος που εφαρμόζεται στην είσοδο του πρώτου αντιστροφέα. Και τώρα, μέχρι η τάση στον πυκνωτή να ανέβει και πάλι στο κατώφλι του δεύτερου μετατροπέα, θα διατηρηθεί μια τάση υψηλού επιπέδου στην έξοδο του.

Εάν η μικροκυκλοφορία τροφοδοτείται με σταθεροποιημένη τάση 5 βολτ, τότε οι τάσεις κατωφλίου θα είναι πάντοτε στα ίδια επίπεδα. Και στην πράξη, οι χρονικές παράμετροι της καθυστέρησης που επιτυγχάνεται με αυτόν τον τρόπο μπορούν να υπολογιστούν και να ρυθμιστούν όπως απαιτείται με τη χρήση μεταβλητής αντιστάσεως, ειδικά εάν ο προγραμματιστής έχει παλμογράφο.

Η σωστή προσέγγιση κατά την επιλογή των εξαρτημάτων του κυκλώματος RC πρέπει να βασίζεται στο γεγονός ότι η διάρκεια του παλμού μετατόπισης φάσης θα πρέπει κατά προτίμηση να είναι μεγαλύτερη από 5 * RC, τότε το κύκλωμα θα λειτουργεί με ακρίβεια και οι υπολογισμοί με τους παραπάνω τύπους θα αποδειχθούν σωστοί.

Εάν είναι απαραίτητο να εκφορτιστεί ο πυκνωτής ταχύτερα κατά την άφιξη του επόμενου παλμού, τότε στο κύκλωμα προστίθεται ένας παράλληλος κλάδος από άλλη αντίσταση με δίοδο (ή μία δίοδο, χωρίς αντίσταση), τότε για έναν από τους κύκλους επεξεργασίας του κυκλώματος θα επιτευχθεί μια διαφορετική χρονική σταθερά από ό, τι στον δεύτερο κύκλο.

Επιπλέον, πρέπει να θυμόμαστε ότι τα ρεύματα εισόδου και εξόδου του μικροκυκλώματος (στην έξοδο του πρώτου μετατροπέα, τόσο κατά τη φόρτιση του πυκνωτή όσο και όταν εκφορτώνεται) περιορίζονται από τις μέγιστες επιτρεπτές τιμές που υπάρχουν στο δελτίο δεδομένων για το χρησιμοποιούμενο μικροκύκλωμα.Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται πυκνωτές χωρητικότητας όχι μεγαλύτερου από αρκετές nanofarads για την κατασκευή κυκλωμάτων μετατόπισης φάσης ενός τέτοιου σχεδίου, ειδικά εάν χρησιμοποιείται μια δίοδος χωρίς αντίσταση σε έναν από τους κλάδους του κυκλώματος RC.