Формирователи с дифференцирующей RС-цепью

Схема такого формирователя прямоугольных импульсов собрана из логических элементов, соединенных между собой дифференцирующей /?С-цепью (рис. 4.6). В исходном состоянии U_RX = ?/, первый логический элемент открыт, а второй закрыт. Конденсатор С практически не заряжен. В момент времени t_{ на вход формирователя подается отрицательный перепад напряжений и первый логический элемент закрывается. На его выходе образуется положительный перепад напряжения (У, который через конденсатор передается на вход второго элемента, и последний открывается. В момент скачка напряжение на входе второго элемента U₂ максимально. После запирания первого логического элемента начинается разряд конденсатора. По мере разряда конденсатора напряжение на входе второго логического элемента уменьшается. Как только напряжение достигнет порогового уровня, второй логический элемент закрывается (момент времени t₂).

Таким образом на выходе формируется прямоугольный импульс, длительность которого определяется следующим выражением:

где Uy — единичное напряжение выхода логического элемента; U_n — нулевое пороговое значение напряжения входа второго элемента И-НЕ.

Для нормального функционирования формирователя необходимо выполнение следующих условий: U_2max > U_n и U_2 mm < U_n. Следовательно, сопротивление R должно быть ограничено и сверху, и снизу. Для транзисторно-транзисторной логики должно выполняться следующее условие: 60 Ом < R < 2,2 кОм.

Для логических элементов серии К155 при R = 500 Ом, С = = 6800пФ, U = 3,5 В, U₀ = 0,1 В, U_n = 1,5 В длительность импульса т_ВЫх = 3,6 мкс.

Емкость конденсатора выбирается из выражения (4.3) для длительности импульса т_вых.

Длительности фронтов и срезов импульсов во всех схемах формирователей на логических элементах составляют около 10 нс. Для формирования очень коротких импульсов применяются быстродействующие логические элементы или специальные схемы и устройства.