Logické čipy. Časť 10. Ako sa zbaviť odrazu kontaktov

Použitie spúšte ako spínača

V predchádzajúcich častiach článku boli opísané spúšťače typu D a JK. Tu bude vhodné pripomenúť, že tieto spúšťače môžu pracovať v režime počítania. To znamená, že keď nasledujúci impulz dorazí na hodinový vstup (pre oba spúšťače je to vstup C), stav spúšťača sa zmení na opačný.

Táto logika činnosti je veľmi podobná obvyklému elektrickému tlačidlu, ako v prípade stolnej lampy: stlačené - zapnuté, znovu stlačené - vypnuté. V zariadeniach založených na digitálnych mikroobvodoch je úloha takého tlačidla najčastejšie vykonávaná pomocou spúšťačov pracujúcich v režime počítania. Na počítací vstup sa privádzajú impulzy vysokej úrovne a spúšťacie výstupné signály sa používajú na riadenie výkonných obvodov.

Vyzeralo by to veľmi jednoducho. Ak jednoducho pripojíte tlačidlo na vstup C, ktorý po stlačení spojí tento vstup so spoločným vodičom, potom sa pri každom stlačení zmení spúšťací stav podľa očakávania na opačný. Aby ste sa uistili, že to tak nie je, stačí zostaviť tento obvod a stlačiť tlačidlo: spúšť nebude nainštalovaná zakaždým na správnu pozíciu, ale častejšie po niekoľkých stlačeniach tlačidla.

Spúšťací stav sa najlepšie monitoruje pomocou LED indikátora, ktorý bol opakovane opísaný v predchádzajúcich častiach článku, alebo jednoducho pomocou voltmetra. Prečo sa to stane, prečo spúšť funguje tak nestabilne, aký je dôvod?

Čo je to odchod kontaktov?

Ukazuje sa, že odrazom kontaktov je vina za všetko. Čo je to? Akékoľvek kontakty, dokonca aj tie najlepšie jazýčkové spínačeUkazuje sa, že sa nezatvárajú okamžite. Ich spoľahlivému spojeniu bránia celé série zrážok, ktoré trvajú približne 1 milisekundu alebo aj viac. To znamená, že ak stlačíme tlačidlo a podržíme ho stlačené pol sekundy, neznamená to, že sa vytvoril iba jeden impulz s takou dobou trvania. Jeho vzhľadu predchádza niekoľko desiatok alebo možno aj stovky impulzov.

Pokiaľ ide o vstup počítania spúšťača, každý taký impulz ho prepne do nového stavu, ktorý úplne zodpovedá logike spúšťača v režime počítania: všetky impulzy sa spočítajú a výsledok bude zodpovedať ich počtu. Úlohou je jednorazové stlačenie tlačidla, aby sa zmenil spúšťací stav.

Podobný problém je ešte zreteľnejší, keď je mechanickým kontaktom snímač rýchlosti, napríklad v zariadení na vinutie transformátorov alebo v prietokomere kvapaliny: každá kontaktná operácia zvyšuje stav elektronického merača nie o jeden, ako sa očakávalo, ale o náhodné číslo. Príbeh o počítadlách bude o niečo neskôr, ale zatiaľ verte, že je to presne tak, a nie inak.

Ako sa zbaviť odrazu kontaktov

Cesta von je znázornená na obrázku 1.

Obrázok 1. Pulzný formátor na RS - spúšť.

Najjednoduchší spôsob, ako eliminovať odrazenie kontaktu, je už známy RS - trigger, ktorý je zostavený na logickom čipe K155LA3, presnejšie na jeho prvkoch DD1.1 a DD1.2. Súhlasíme s tým priamym výstupom RS - spúšť toto je kolík 3, inverzným výstupom je kolík 6.

Ak je spúšť RS zostavená z prvkov logických obvodov, je potrebné uzavrieť takúto dohodu. Ak je spúšťačom hotový čip, napríklad K155TV1, je poloha priamych a inverzných výstupov určená jeho referenčnými údajmi. Ale aj v tomto prípade, ak sa nepoužívajú vstupy JK a C a mikroobvod sa používa jednoducho ako spúšťač RS, vyššie uvedená dohoda môže byť celkom vhodná. Napríklad pre ľahkú montáž čipu na dosku.Zároveň sa samozrejme zamieňajú aj vstupy RS.

V polohe spínača znázornenej na obrázku je hladina na priamom výstupe RS-spúšťača logická jednotka a na inverznej strane samozrejme logická nula. Stav spúšťača DD2.1 počítania zostáva zatiaľ rovnaký ako v čase zapnutia napájania.

V prípade potreby sa dá resetovať tlačidlom SB2. Aby sa resetoval spúšť pri zapnutí napájania, medzi kondenzátor R - vstup a spoločný vodič je pripojený malý kondenzátor v rozsahu 0,05 ... 0,1 μF a rezistor s odporom 1 ... 10 KOhm medzi zdrojom napájania a vstupom R. Pokiaľ nie je kondenzátor nabitý na vstupe R, je na chvíľu prítomné logické nulové napätie. Tento krátky nulový impulz stačí na resetovanie spúšťača. Ak je podľa prevádzkových podmienok zariadenia potrebné aktivovať spúšť pri zapnutí do jediného stavu, potom je taký RC obvod pripojený k vstupu S. Budeme považovať odsek o reťazci RC za lyrickú degresiu a teraz budeme pokračovať v boji proti odskakovaniu kontaktov.

Stlačením tlačidla SB1 sa zatvorí jeho pravý kontaktný kolík k spoločnému vodiču. Zároveň sa na termináli 5 mikroobvodu DD1.2 objaví celá séria odrazových impulzov. Výkon mikročipov aj tých najpomalších sérií je však oveľa vyšší ako rýchlosť mechanických kontaktov. A preto úplne prvý impulz RS - spúšť sa resetuje na nulu, čo zodpovedá vysokej úrovni na inverznom výstupe.

V tomto okamihu sa vytvorí kladný pokles napätia, ktorý na vstupe C prepne spúšťač DD2.1 do opačného stavu, ktorý je možné pozorovať pomocou LED HL2. Nasledujúce impulzy ohybu neovplyvňujú stav spúšťača RS, preto stav spúšťača DD2.1 zostáva nezmenený.

Po uvoľnení tlačidla SB1 sa spúšť na prvkoch DD1.1 DD1.2 vráti do jediného stavu. V tomto okamihu sa na inverznom výstupe (kolík 6 DD1.2) vytvorí záporný pokles napätia, ktorý nemení stav spúšťača DD2.1. Aby sa počítadlo vrátilo do pôvodného stavu, bude potrebné znova stlačiť tlačidlo SB1. S rovnakým úspechom v podobnom zariadení bude fungovať aj JK - spúšť.

Takýto tvarovač je typický obvod a funguje jasne a bez problémov. Jeho jedinou nevýhodou je použitie otočného kontaktného tlačidla. Ďalej sú uvedené podobné tvarovače, ktoré pracujú z gombíka s jediným kontaktom.

Opatrenia na odstránenie falošných poplachov, proti rušeniu

Na diagrame vidíte novú súčasť - kondenzátor C1, nainštalovanú v spúšťacom výkonovom obvode. Aký je jeho účel? Jeho hlavnou úlohou je ochrana pred rušením, na ktoré sú citlivé nielen spúšťače, ale aj všetky ostatné mikroobvody.

Ak sa dotknete upevňovacích prvkov kovovým predmetom, vytvorí sa impulzný šum, ktorý môže zmeniť stav spúšťačov, ako sa vám páči. Rovnaká interferencia v obvode sa vytvorí, keď sa použije dokonca jeden spúšť, najmä niekoľko. Toto rušenie sa prenáša cez napájacie zbernice z jedného čipu na druhý a môže tiež spôsobiť falošné prepnutie spúšťača.

Aby sa tomu zabránilo na napájacích autobusoch a inštalujte blokovacie kondenzátory. V praxi sú takéto kondenzátory s kapacitou 0,033 ... 0,068 μF inštalované s rýchlosťou jedného kondenzátora pre každé dva alebo tri mikroobvody. Tieto kondenzátory sú namontované čo najbližšie k výkonovým svorkám mikroobvodov.

Ďalším zdrojom nesprávneho spustenia mikročipov môžu byť nevyužité vstupné kolíky. Rušivé rušivé impulzy budú indukované predovšetkým na základe týchto záverov. Na potlačenie falošných poplachov by sa nepoužité vstupné svorky mali pripojiť cez odpory s odporom 1 ... 10 KOhm k pozitívnej zbernici zdroja energie. Okrem toho, ak sa schéma nevyužila logické prvky A NIE, potom by mali byť ich vstupy spojené so spoločným vodičom, a preto sa na výstupe takýchto prvkov objaví logická jednotka a k nim sa pripoja nepoužité spúšťacie vstupy.

Ak sa prepínač alebo tlačidlo používa ako zdroj signálu pre mikroobvod, potom je situácia, keď je kontakt otvorený a dostatočne dlhý drôt „visí vo vzduchu“, úplne neprijateľná. Už taká anténa bude rušiť veľmi úspešne. Preto by takéto vodiče mali byť pripojené k pozitívnej výkonovej zbernici cez odpor s odporom 1 ... 10 KOhm.

Tlačidlo potlačenia klábosenia jedným párom kontaktov

Používanie tlačidiel s jedným párom kontaktov je omnoho jednoduchšie, takže sa používajú častejšie ako tlačidlá s kolískovými kontaktmi. Na obrázku 2 je znázornených niekoľko obvodov určených na potlačenie chvenia kontaktov takýchto tlačidiel.

Obrázok 2

Prevádzka týchto obvodov je založená na časových oneskoreniach vytvorených pomocou RC reťazcov. Obrázok 2a zobrazuje obvod, ktorého prevádzkové oneskorenia sa zapínajú a vypínajú, obrázok 2c obsahuje obvod so zapnutým oneskorením a obrázok 2d zobrazuje obvod so oneskoreným vypnutím. Tieto obvody sú jednotlivé vibrátory, o ktorých sa už písalo v jednej časti tohto článku. Obrázky 2b, 2d, 2e zobrazujú ich časové diagramy.

Je ľahké vidieť, že tieto formovače sa vyrábajú na čipoch série K561, ktoré sa týkajú čipov CMOS, takže hodnoty rezistorov a kondenzátorov sú uvedené osobitne pre tieto čipy. Tieto tvarovače by sa mali používať v obvodoch postavených na mikroobvodoch série K561, K564, K176 a podobne.

boris Aladyshkin

Comments

[#1]

Dobré popoludnie Naozaj sa mi páčila séria článkov o logických obvodoch. Bude existovať pokračovanie? Ďalšia časť je obzvlášť zaujímavá.

[#2]

Vitajte! Ďakujeme vám za zaujímavé a zrozumiteľné informácie! Osobne mi veľmi pomohla zvládnuť princípy fungovania logických obvodov. Dlho som chcel otvoriť dvere tomuto svetu a vaše články boli prvými krokmi. Ďakujem!

[#3]

Ďakujem, články sú úžasné, vysvetlenia sú jednoduché a zrozumiteľné bez „zneužitia“ nikomu okrem autora, zbytočným dodatkom!

[#4]

Ďakujem veľmi pekne a veľmi jasne. Zdravie a pohoda pre vás.