Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
так называемого активного вытягивания. Этот способ, стандартный для
цифровых логических схемам, реализуется в данном случае на паре
комплементарных транзисторов. Положительное входное напряжение открывает
п-р-п транзистор и запирает р-п-р транзистор, нулевое или отрицательное
17 Зак. 4729.
258 Импульсные сигналы и постоянные времени
входное напряжение отпирает р-п-р транзистор и запирает п-р-п транзистор.
Таким образом, как при подъеме, так и при спаде напряжения всегда имеется
отпирающийся транзистор, через который происходит заряд или разряд
емкости нагрузки, и поэтому переключение происходит быстро. В эмиттер р-
п-р транзистора включен резистор 100 Ом для ограничения пикового тока,
протекающего во время переключения, когда оба транзистора проводят
одновременно; иначе транзисторы будут создавать короткозамкнутую цепь для
источника питания, что может быть опасно как для транзисторов, так и для
источника питания.
В большинстве логических ИС применяется активное вытягивание. В
популярной серии логических схем 74НС на каждом выходе стоит
комплементарная пара МОП-транзисторов, в то время как в серии 74LS
(аналог серии 555 - Прим. перев.) применена пара биполярных п-р-п
транзисторов, запихиваемых противофазно, так что один транзистор открыт,
когда другой заперт.
10.7 Развязывающие конденсаторы в импульсных схемах
Развязывающие конденсаторы очень полезны как средство, обеспечивающее
изоляцию по постоянному току между каскадами усилителя, не препятствуя
при этом нормальному прохождению переменных сигналов звуковых частот.
Сказанное относится к случаю, когда средний уровень сигнала равен нулю;
то есть когда средние за период положительные отклонения совпадают по
величине с отрицательными средними отклонениями. Однако
последовательности импульсов в большинстве своем имеют именно одну
полярность, обычно положительную, и использование развязывающих
конденсаторов может привести к неожиданным результатам. Особенно критичны
в этом отношении видеосигналы, которые являются асимметричными.
Проблему развязывающего конденсатора можно проиллюстрировать, подав
прямоугольный сигнал (например, с выхода схемы, приведенной на рис. 10.2)
на вход Л С-цепи, показанной на рис. 10.12, и наблюдая осциллографом
форму этого сигнала (усилитель вертикального отклонения осциллографа
должен быть включен в режим работы по постоянному току). На выходе будет
наблюдаться сдвиг сигнала по отношению к уровню, показанному на рис.
10.13(a), вниз, как показано на рис. 10.13(6). Постоянная времени
развязывающей ЛС-цепи выбрана преднамеренно большой, так чтобы
наблюдаемый сдвиг уровня постоянного напряжения происходил постепенно в
течение нескольких секунд.
Этот сдвиг уровня вызван тем фактом, что развязывающий конденсатор
заряжается до напряжения, равного значению постоянной составляющей
входного сигнала. Когда входной сигнал является обычным гармоническим
колебанием, его средний уровень, то есть уровень получаемый усреднением
за несколько периодов, равен нулю; но здесь, мы имеем дело с последова-
Развязывающие конденсаторы в импульсных схемах 259
Рис. 10.12. Экспериментальная цепь с развязывающим конденсатором,
демонстрирующая потерю постоянной составляющей.
(а)
0 В ¦
(Ь) +9 В-
Время
Время "
Рис. 10.13. Влияние развязывающего конденсатора на положительный
прямоугольный сигнал: (а) входной сигнал, (6) выходной сигнал, сдвинутый
по уровню.
тельностью только положительных импульсов, средний уровень которой
задается линией, проходящей через "центр тяжести" сигнала, то есть так,
что площадь сигнала над средним уровнем равна площади сигнала под ним.
Поскольку площадь сигнала пропорциональна переносимому заряду, сигнал
справа от развязывающего конденсатора оказывается таким, что его среднее
значение равно нулю, обеспечивая выполнение условия равновесия с нулевым
суммарным изменением заряда на конденсаторе.
В случае, изображенном на рис. 10.13, около половины амплитуды импульса
будет потеряно, если схема, следующая за развязывающей цепью, реагирует
только на положительные импульсы. Более того, если скважность входной
последовательности импульсов изменяется (то есть длительность импульса
изменяется по отношению к интервалу между ними), то будет изменяться и
постоянный средний уровень. Таким образом, соотношение между амплитудами
положительного и отрицательного полупериодов (рис. 10.13(b)) будет
меняться. Если положительные входные импульсы становятся очень длинными
по сравнению с промежутками между ними, то амплитуда выходного сигнала в
положительные полупериоды становится столь
260 Импульсные сигналы и постоянные времени
малой, что какая-нибудь последующая схема может прореагировать ошибочно,
и импульсы будут потеряны.
10.8 Фиксирующий диод
Схема, приведенная на рис. 10.14, позволяет решить проблему сдвига
постоянной составляющей, обусловленную развязывающим конденсатором. Диод
обеспечивает путь для быстрого заряда конденсатора, "фиксируя" выходное
