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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Aplicação incomum de switches CMOS. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Designer de rádio amador Os interruptores de microcircuitos da estrutura CMOS são projetados para comutar sinais analógicos. No entanto, estes dispositivos, como muitos outros, juntamente com a sua função principal, são capazes de realizar outras, por vezes bastante inesperadas. Várias opções de circuitos para uso não padronizado de chaves eletrônicas são descritas no artigo publicado. Experimentos de rádio amador mostram que os interruptores eletrônicos incluídos nos microcircuitos K176KT1. K561KTZ. 564KTZ e KR1561KTZ [1; 2], são elementos universais que permitem sua utilização em diversas unidades funcionais - inversores, repetidores de sinal, etc. Com base nessas chaves, é possível construir geradores de pulsos retangulares, gatilhos RS, bem como gatilhos Schmitt com “ largura da histerese”. Um exemplo de uso de uma chave analógica como inversor é mostrado no diagrama da Fig. 1. Quando um sinal de baixo nível é aplicado à entrada de controle C, a chave está no estado Z e um sinal de alto nível está presente em sua saída B devido à presença do resistor R1. Quando um nível alto é aplicado à entrada C, a entrada A, que está fixada em um nível baixo, é conectada à saída B. Portanto, a saída também terá sinal zero. Assim, em relação à entrada C, o dispositivo funciona como um inversor.
O inversor pode ser montado utilizando qualquer uma das quatro chaves que compõem o microcircuito. Exceto K561KTZ. neste e em outros nós descritos abaixo, você pode usar microcircuitos K176KT1. 564KTZ. KR1561KTZ. Na Fig. A Figura 2 mostra um circuito de um repetidor de sinal. Quando um sinal de baixo nível é aplicado à entrada C, a chave DA1.1 está no estado Z e a saída é um sinal de baixo nível devido ao resistor R1. Quando um nível baixo muda para um nível alto na entrada C, os “contatos” da chave fecham e um nível alto flui da entrada A para sua saída B. Ou seja, em relação ao sinal da entrada C, o nó funciona como repetidor.
Deve-se observar que a característica de transferência do inversor e do seguidor de tensão nas chaves analógicas é bastante suave, o que deve ser levado em consideração ao projetar dispositivos que os utilizem. Um exemplo de construção de um gerador de pulso retangular baseado em chaves analógicas é mostrado no diagrama da Fig. 3. O switch DA1.1 funciona como repetidor e DA1.2 funciona como inversor. No momento inicial após ligar a alimentação, o capacitor C1 é descarregado, ambas as chaves são fechadas. É formado um circuito de carga para o capacitor C1: fio de alimentação positivo - R3 - R2 - C1 - R1 - fio comum. Assim que a tensão na entrada C da chave DA1.1 atingir seu limite de comutação, ela abrirá, seguida pela chave DA1.2.
Agora o capacitor C1 começa a descarregar através dos resistores R1, R2 e da resistência da chave aberta DA1.2. Sujeito às condições R1 < R2 < R3 < R2; Upit = const Foi estabelecido experimentalmente que o período de oscilação depende dos valores dos elementos R2 e C1 da seguinte forma: se Upit = 5 V. então T = 0.6 R2-C1; 10 V -0,5 R2-C1; 15 V-0.4 R2-C1. Também é possível construir um gatilho RS usando chaves analógicas (Fig. 4). Vamos supor que o gatilho esteja no estado zero (Q=0, Q=1). a chave DA1.1 está fechada (há um nível baixo em sua entrada C) e DA1.2 está aberta (em sua entrada C há um nível alto).
Ao pressionar o botão SB2 “S”, uma tensão de baixo nível é aplicada à entrada C da chave DA1.2 e ela fecha, e uma única tensão aparece na saída Q do gatilho. A chave DA1.1 abre uma única tensão na entrada C e a saída Q vai para zero. Da mesma forma, quando você pressiona o botão SB1 “R”, a chave DA1.1 fecha e a saída Q entra no estado único. A chave DA1.2 abre com uma única tensão na entrada C e a tensão zero atua na saída Q. Um exemplo de construção de um gatilho Schmitt é mostrado no diagrama da fig. 5.
Aqui a chave DA1.1 funciona como um seguidor de tensão. Ao selecionar os valores de resistência apropriados dos resistores R1-R4, você pode definir os limites de comutação do gatilho Uв superior e U.. inferior. Os valores de tensão limite podem ser determinados a partir de dependências aproximadas (desprezamos a resistência do canal de sinal da chave aberta e a queda de tensão no diodo aberto):
Normalmente, a resistência do resistor R1 é considerada na faixa de 10 a 50 kOhm. R2 e R3 - de 0.1 a 1 MOhm [3]. Ao usar chaves analógicas, lembre-se de que sua resistência depende da tensão de alimentação. Flutuações na tensão de alimentação levam a mudanças correspondentes na frequência dos pulsos gerados, bem como nos limites de disparo de Schmitt. Literatura
Autor: V. Oleinik, Korolev, Região de Moscou
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