Формирование импульсов

Устройства, формирующие короткие импульсы по фронтам входного сигнала, называют формирователями импульсов. Сформированные таким образом сигналы можно использовать для установки в ноль, записи, синхронизации и т.д. В зависимости от требуемой длительности формируемых импульсов можно использовать различные схемы.

Формирователи импульсов малой длительности (десятки, сотни наносекунд) можно построить на цепочке логических элементов.

До поступления входного импульса U₁=1; Uвых=0. С появлением входного импульса на втором входе элемента «И» появится логическая единица. Выходной сигнал Uвых изменится и будет равным логической единице до тех пор, пока входной сигнал не преодолеет задержку из цепочки элементов «НЕ», сменив значение U₁ с единицы на ноль. Таким образом, длительность выходного сигнала определяется длительностью задержки (2К+1) элементов. Задержки микросхем имеют большой разброс и нестабильны, поэтому область применения таких формирователей ограничивается отсутствием высоких требований к стабильности длительности выходного сигнала.

Аналогичная схема, формирующая импульсы по заднему фронту, может быть представлена следующим образом:

Схема, формирующая на выходе импульсы и по заднему и по переднему фронтам одновременно, может быть реализована с применением на выходе элемента «исключающее ИЛИ» вместо элемента «И»:

Временную диаграмму работы последней схемы формирователя предлагается построить самостоятельно.

Формирователи импульсов большой длительности можно построить по тому же принципу, используя специальные элементы задержки или интегрирующие RC-цепочки. Интегрирующая цепочка ставится вместо логических элементов и, также как они, обеспечивает задержку сигнала. Величина сопротивления R в цепи для ТТЛ схем R< 1 кОм, для МОП – схем десятки и сотни КОм. Например, схема формирования по переднему фронту может иметь вид:

Длительность выходного импульса в такой схеме зависит от постоянной времени зарядки конденсатора τ ≈ RC и ограничивается допустимыми пределами изменения значений R и С. При этом диапазон изменения выходного сигнала более широк по сравнению с предыдущими схемами, но стабильность длительности выходного сигнала по-прежнему невысокая.

Импульсы практически любой длительности, в том числе, с программируемой (настраиваемой) длительностью могут быть получены с помощью специально выпускаемых микросхем таймеров, генераторов [ ].