Logikai chipek. 10. rész. Hogyan lehet megszabadulni a kapcsolatok visszapattanásától

Kapcsoló használata kapcsolóként

A cikk korábbi részeiben olyan triggereket írtak le, mint a D és a JK. Itt helyénvaló emlékeztetni arra, hogy ezek a triggerek számviteli módban működhetnek. Ez azt jelenti, hogy amikor a következő impulzus megérkezik az órabemenethez (mindkét triggernél ez a C bemenet), a trigger állapota ellenkezőre változik.

Ez a működési logika nagyon hasonlít egy átlagos elektromos gombra, mint egy asztali lámpánál: benyomva - be, újra lenyomva - kikapcsolva. A digitális mikroáramkörökön lévő eszközöknél egy ilyen gomb szerepét leggyakrabban a számlálási üzemmódban működő triggerek végzik. Magas szintű impulzusok kerülnek a számláló bemenetre, és az indító kimeneti jeleket a végrehajtó áramkörök vezérlésére használják.

Ez nagyon egyszerűnek tűnik. Ha egyszerűen csak egy gombot csatlakoztat a C bemenethez, amely ezt a bemenetet egy összekötő vezetékhez köti, amikor megnyomják, akkor minden egyes kattintással a trigger állapota a várt módon megváltozik. Annak biztosítása érdekében, hogy ez nem így van, elegendő ezt az áramkört összeszerelni és a gombot megnyomni: a kioldógombot nem mindig a megfelelő helyzetbe helyezik, hanem többszöri több gombnyomás után.

A kiváltó állapotot leginkább egy LED-es jelzőfény segítségével lehet megfigyelni, amelyet már a cikk előző részében ismételten leírtak, vagy egyszerűen egy voltmérővel. Miért történik ez, miért működik a kapcsoló olyan instabil módon, mi az oka?

Mi az a kapcsolat visszapattanása?

Kiderül, hogy a kapcsolatok visszapattanása mindent hibáztat. Mi ez? Bármely kapcsolat, akár a legjobb is nádkapcsolókKiderül, hogy nem záródnak be azonnal. Megbízható összeköttetésüket akadályozzák az ütközések sorozata, amely kb. 1 milliszekundum vagy annál tovább tart. Vagyis ha nyomjuk meg a gombot és fél másodpercig lenyomva tartjuk, ez nem azt jelenti, hogy csak egy ilyen ideig tartó impulzus képződött. Megjelenését több tíz, vagy akár több száz impulzus előzi meg.

A trigger számláló bemenetéhez képest minden ilyen impulzus új állapotba váltja, amely teljes mértékben megfelel a trigger logikájának a számolás módban: minden impulzus meg lesz számolva, és az eredmény megfelel számuknak. És a feladat az, hogy egyszer nyomja meg a gombot, hogy a trigger állapotot csak egyszer változtassa meg.

Egy hasonló probléma még akkor is észrevehető, ha a mechanikus érintkező egy sebességérzékelő, például transzformátorok tekercselő eszközében vagy folyadékáram-mérőben: minden egyes érintkezési művelet nem az elvárt módon növeli az elektronikus mérő állapotát, hanem véletlenszerű számmal. A számlálókról szóló történet egy kicsit később lesz, de egyelőre csak hidd el, hogy pontosan így van, és nem másképp.

Hogyan lehet megszabadulni a kapcsolatok visszapattanásától

A kiút az 1. ábrán látható.

1. ábra: Impulzusképző az RS - ravaszon.

Az érintkező ugrálódás kiküszöbölésének legegyszerűbb módja a már ismert RS - trigger, amelyet egy K155LA3 logikai chipre, pontosabban a DD1.1 és DD1.2 elemekre szereltek. Megállapodunk abban a közvetlen kijáratban RS - ravasz ez a 3. tű, tehát a fordított kimenet a 6. érintkező.

Amikor az RS-ravaszt logikai áramkörök elemeiből állítják össze, ilyen megállapodást kell kötni. Ha a ravaszt kész chip, például K155TV1, akkor a közvetlen és inverz kimenetek helyzetét a referenciaadatok határozzák meg. De még ebben az esetben is, ha JK és C bemeneteket nem használunk, és a mikroáramkört egyszerűen csak RS-triggerként használjuk, a fenti megállapodás valóban megfelelő lehet. Például annak érdekében, hogy megkönnyítse a chip beépítését a táblára.Természetesen ugyanakkor az RS - bemenetek is cserélésre kerülnek.

Az ábrán látható kapcsolóhelyzetben az RS-trigger közvetlen kimenetén a szint logikai egység, és fordítva természetesen logikai nulla. A DD2.1 számláló trigger állapota eddig változatlan maradt, mint amikor a tápellátást bekapcsolták.

Szükség esetén az SB2 gombbal visszaállítható. A trigger alaphelyzetbe állításához a tápellátás bekapcsolásakor egy kis kondenzátort csatlakoztatnak az R bemenet és a közös vezeték között, 0,05 ... 0,1 μF tartományban, és egy ellenállást, amelynek ellenállása 1 ... 10 KOhm a teljesítmény plusz és az R bemenet között. Mindaddig, amíg a kondenzátort az R bemeneten nem töltik, rövid ideig logikai nulla feszültség van. Ez a rövid nulla impulzus elegendő a trigger alaphelyzetbe állításához. Ha az eszköz működési körülményei szerint a bekapcsoláskor a triggert egyetlen állapotba kell állítani, akkor egy ilyen RC-láncot csatlakoztatnak az S-bemenethez. Az RC-láncról szóló bekezdést lírai eltérésnek tekintjük, és most folytatjuk a kapcsolatok visszapattanása elleni küzdelmet.

Az SB1 gomb megnyomásával a jobb oldali érintkező csapja bezáródik a közös vezetékhez. Ugyanakkor a DD1.2 mikroáramkör 5. kapcsán egész sor visszatükröző impulzus jelenik meg. De a leglassabb sorozat mikrochipjeinek teljesítménye is jóval meghaladja a mechanikus érintkezők sebességét. Ezért az első RS impulzus - a trigger nullára áll vissza, ami megfelel a fordított kimenet magas szintjének.

Ebben a pillanatban pozitív feszültségcsökkenés alakul ki, amely a C bemeneten a DD2.1 ravaszt ellentétes állapotba kapcsolja, amelyet a HL2 LED segítségével meg lehet figyelni. A későbbi visszafordulási impulzusok nem befolyásolják az RS-trigger állapotát, ezért a DD2.1 trigger állapota változatlan marad.

Amikor elengedi az SB1 gombot, a DD1.1 DD1.2 elemek kioldója egyetlen állapotba tér vissza. Ebben a pillanatban negatív feszültségcsökkenés alakul ki a fordított kimenetnél (6. érintkező DD1.2), amely nem változtatja meg a DD2.1 indító állapotát. Annak érdekében, hogy a számláló trigger visszaálljon az eredeti állapotába, az SB1 gombot újra meg kell nyomni. Ugyanazzal a sikerrel egy hasonló eszköz fog működni, és JK - ravaszt.

Az ilyen alakító egy tipikus áramkör, és tisztán és hiba nélkül működik. Az egyetlen hátránya a flip contact gomb használata. Az alábbiakban hasonló alakítók láthatók, amelyek egyetlen érintkezővel rendelkező gombból működnek.

Intézkedések a hamis riasztások és az elakadás megakadályozására

Az ábrán láthat egy új alkatrészt - a C1 kondenzátort, amely be van építve az indító áramkörébe. Mi a célja? Fő feladata az interferencia elleni védelem, amelyre nemcsak a triggerek érzékenyek, hanem az összes többi mikroáramkör is.

Ha egy fémtárgyakkal megérinti a szerelőelemeket, akkor olyan impulzuszajt fog kelteni, amely megváltoztathatja a triggerek állapotát, ahogy tetszik. Ugyanez az interferencia jön létre az áramkörben, ha még egy triggert is használnak, különösen többet. Ezt az interferenciát az erőátviteli buszokon továbbítják az egyik chipről a másikra, és hamis trigger váltást is okozhatnak.

Annak megakadályozása érdekében, hogy ez megtörténjen a teljesítménybuszokon, és telepítsen blokkoló kondenzátorokat. A gyakorlatban az ilyen 0,033 ... 0,068 μF kapacitású kondenzátorokat két vagy három mikroáramkörre egy kondenzátor sebességgel telepítik. Ezeket a kondenzátorokat a lehető legközelebb kell felszerelni a mikroáramkör tápcsatlakozóihoz.

A mikrochip hamis kiváltásának másik forrása a nem használt bemeneti csapok lehet. A hamis interferenciaimpulzusokat elsősorban az ilyen következtetések eredményezik. A hamis riasztások leküzdése érdekében a nem használt bemeneti csatlakozókat 1 ... 10 KOhm ellenálláson keresztül kell csatlakoztatni az áramforrás pozitív buszához. Ezenkívül, ha a rendszert nem használták fel logikai elemek és NEM, akkor bemeneteiket egy közös vezetékhez kell csatlakoztatni, ezért logikai egység jelenik meg az ilyen elemek kimenetén, és a nem használt triggerbemeneteket csatlakoztatni kell hozzájuk.

Ha váltókapcsolót vagy gombot használnak mikroáramkör jelforrásaként, akkor teljesen elfogadhatatlan a helyzet, amikor az érintkező nyitva van, és egy kellően hosszú huzal „lóg a levegőben”. Már egy ilyen antenna nagyon sikeresen fog interferenciát kapni. Ezért az ilyen vezetőket 1 ... 10 KOhm ellenállású ellenálláson keresztül kell csatlakoztatni a pozitív teljesítményű buszhoz.

Gomb fecsegés elnyomása egy pár kapcsolattartóval

Az egyik pár érintkezővel rendelkező gombok használata sokkal egyszerűbb, tehát ezeket gyakrabban használják, mint a billenő érintkezőkkel ellátott gombokat. A 2. ábrán számos olyan áramkört látunk el, amely az ilyen gombok érintkezőinek repedésének elnyomására szolgál.

2. ábra

Ezen áramkörök működése az RC-láncok által létrehozott késleltetésen alapul. A 2a. Ábra egy áramkört mutat, amelynek működése késlelteti a be- és kikapcsolást, a 2c. Ábra egy olyan áramkört tartalmaz, amelynek csak a késleltetése van bekapcsolva, és a 2d. Ábra egy áramkört mutat egy késleltetett leállással. Ezek az áramkörök egyetlen vibrátorok, amelyekről a cikk egyik részében már írtuk. A 2b, 2d, 2e ábra mutatja az idődiagramjaikat.

Könnyű belátni, hogy ezeket az alakítókat a K561 sorozatú forgácsokra gyártják, amely CMOS chipekre vonatkozik, tehát az ellenállások és a kondenzátorok értékeit kifejezetten az ilyen forgácsokra mutatják. Ezeket az alakítókat a K561, K564, K176 sorozat és hasonló mikroáramkörökre épített áramkörökben kell használni.

Boris Aladyshkin