Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Сейчас, кстати, в системы автоматического управления встраивают миниатюрные вычисляющие блоки — микропроцессоры. В них и производятся почти все операции, связанные с обработкой информации, представленной в виде импульсных сигналов (Т-304).

У нас уже есть довольно широкий ассортимент элементов для построения импульсных автоматов — это датчики, электронные реле, элементы логики, триггеры, которые умеют делить частоту, то есть делить число поступивших импульсов на 2, на 4, на 8 и так далее. Теперь к этому набору добавим еще одну интересную электронную схему — ждущий мультивибратор, или, как его еще называют, одновибратор. Его задача — получив на вход любой импульс, выдать на выходе аккуратный прямоугольный импульс такой длительности, которая в данном автомате считается стандартной.

Ждущий мультивибратор оказывается совершенно необходимым в импульсных системах, где из линий связи или с датчиков могут поступать самые причудливые импульсы. А в то же время многие элементы автоматики очень разборчивы в части длительности и формы импульса, особенно крутизны его переднего фронта. Так, например, триггер (ТГ) может не прореагировать на сигнал, который нарастает постепенно, медленно. Чтобы триггер перебросился из одного устойчивого состояния в другое, чтобы в нем начался лавинообразный процесс переброски, сигнал на входе триггера должен нарастать очень резко, то есть у входного импульса должен быть крутой передний фронт. Ждущий мультивибратор (Р-155;1, практическая схема на К-20;4) — это, по сути, обычный мультивибратор (Т-176), но только, если можно так сказать, перекошенный, с непосредственной связью одного из коллекторов, с базой соседа, как у триггера. Поэтому здесь нет привычного поочередного открывания транзисторов; в ждущем мультивибраторе из-за «перекоса» один транзистор всегда закрыт (на нашей схеме Т₁), а второй (Т₂) всегда открыт. И только с приходом входного сигнала первый транзистор получает помощь со стороны и открывается, причем открывается резко, как всегда бывает в мультивибраторах. Второй транзистор при этом, конечно, закрывается. Но счастье длится недолго: как только второй транзистор в порядке очереди перехватывает инициативу (в мультивибраторе все так и должно быть, транзисторы должны открываться поочередно; Т-176), он уже не отдает ее до конца: схема из-за несимметричности, из-за «перекоса» опять попадает в свое первоначальное состояние. И остается в этом состоянии навсегда, точнее, до следующего входного импульса, который опять на мгновение создаст условия равноправия транзисторов и позволит «вечному узнику» — постоянно закрытому транзистору — на мгновение открыться и выдать кратковременный импульс. Кстати, тот самый кратковременный стандартный импульс, который требуется от ждущего мультивибратора. Так из подпорченного импульса получают новенький, абсолютно исправный.

Р-155

Другой полезный элемент для импульсных схем — триггер Шмитта (Р-155;2, практическая схема на К-2;11). Это есть пороговое устройство: когда входной сигнал достигает определенного уровня, триггер Шмитта быстро срабатывает и на его выходе начинается прямоугольный импульс. Этот импульс будет продолжаться до тех пор, пока сигнал не станет меньше установленного порога.

Некоторые элементы, которые можно встретить в импульсных схемах, нам уже знакомы. Это, например, дифференцирующие цепочки (Р-149), они фиксируют не сам импульс, а только момент его появления или исчезновения. Это интегрирующие цепочки (Р-149), которые реагируют не на отдельные импульсы, а на их «густоту» или продолжительность. Легко можно представить себе и диодный ограничитель уровня импульсов. Его основа — диод, закрытый определенным напряжением; диод открывается и начинает пропускать ток или, наоборот, шунтировать нагрузку после того, как напряжение импульса превысит определенную величину, тем самым диод ограничивает, срезает верхушку импульса (Р-155;3). Наконец, много разных интересных операций можно производить в импульсных схемах, объединяя несколько разных элементов. Так, например, объединив триггер Шмитта с обычной зарядной RС-цепочкой, мы получим реле времени (Р-155;4), устройство, которое будет выдавать импульсы определенной длительности, включая или выключая какое-либо устройство на нужное время.