Цифровая электроника

Схема задержки на основе дифференцирующей цепи

Схема задержки на основе дифференцирующей RC-цепи и логического элемента представлена на рис. 3.4. Как и в предыдущей схеме, считаем, что рассматриваемый логический элемент ЛЭ1 ТТЛ-типа.

Рис. 3.4.Схема задержки на основе дифференцирующей цепи и логического элемента.

В исходном состоянии на входе схемы присутствует уровень напряжения логического нуля. В соответствии с рис. 3.5 на входе ЛЭ1, т.е. на резисторе R действует напряжение U_R0, равное

.

Рис. 3.5. Входная дифференцирующая цепь с логическим элементом.

Очевидно, должно выполняться U_R0<U_пор, откуда

,

т.е. R<2,2 кОм. Практически выбирают R_max=1,6 кОм.

Напряжение на конденсаторе в исходном состоянии . В момент t₁ на вход подается положительный перепад напряжения, равный (E₁—E₀) (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Временная диаграмма работы схемы задержки на основе дифференцирующей цепи.

По закону коммутации весь перепад выделяется на резисторе R, т.е. напряжение на R увеличивается на (E₁-E₀) и становится равным

.

По мере заряда конденсатора напряжение на R стремится к исходному уровню U_R0.Пока это напряжение остается большим U_пор, на выходе ЛЭ1 будет логический нуль. Задержка положительного фронта равна

Проанализируем выражение , полученное после подстановки выражения для  и выполнения ряда преобразований. Очевидно, что t_зад увеличивается с увеличением R. При , получаем

 В;

.

В момент t₃ окончания входного импульса, когда на вход всей схемы подается уровень логического нуля, по закону коммутации на вход ЛЭ1 поступает отрицательный перепад напряжения, поскольку конденсатор оказывается подключенным в обратной полярности. При этом происходит быстрый разряд конденсатора через защитный диод, стоящий на входе логического элемента.

В случае использования элементов КМОП-типа, для которых , и , имеем

.