Одновибратор на инверторах

[Lavr]

Обычно, если не трогать всякие АГ1, АГ3, одновибратор делают чаще всего
вот по такой схеме:

One_Shoot_2.gif

Схема, кстати, весьма хорошая, меня не подводила, если не требуется
прецизионной точности.

Но тут сложилась у меня ситуация, что в схеме осталось лишь два свободных
инвертора и одновибратор (он же ждущий мультивибратор) надо реализовать
именно на них, т.к. добавить больше ничего на плату макета физически невозможно...

Первая мысль была - добавить одному из инверторов на вход схему "И" на диодах,
превратив его в "И-НЕ", и сделать далее одновибратор как обычно.
Но прежде чем делать, (кстати, надо будет всё же эту мысль позже проверить)
я решил посмотреть что есть на этот повод в этих наших интернетах, и нашел схемку
весьма интересную:

One_Shoot_3.gif

В общем-то всё довольно неглупо, а деталей даже чуть меньше, нежели если сделать
"И-НЕ" на диодах.

Пересчитал я номиналы для ТТЛ (мне нужен был импульс 2.5 мкс), смоделировал
схемку и собрал её вот в таком виде:

One_shoot_11.gif

Схема очень даже неплохА! Отрицательный импульс делает с очень неплохими фронтами.
Да и положительный - тоже довольно неплох...
Но довольно чувствительна к элементам: так замена диода VD1 на идентичный, на длительность
импульса влияла, три разных емкости 10Н, взятые подряд из коробки (но разных типов),
дают немного разные длительности (ну разброс +/-10% чувствуется...).

С1 подбирал минимальный - меньше 39 пФ у меня срывается запуск. R1 - в пределах от
360 Ом до 910 Ом. Токоограничивающее сопротивление я убрал - для ТТЛ оно никчему.
Времязадающая ёмкость меняется в широких пределах не влияя особо на крутизну фронтов,
что меня порадовало весьма...
В общем - очень неплохая схема одновибратора для критической ситуации, когда кроме пары
инверторов ничего более нет, и взять негде...

[Lavr]

Ну и несколько слов хотел я тут замолвить о RC-цепях в схемах с ТТЛ-логикой...
Конечно, сейчас выбор логики большой, и КМОП и ТТЛШ есть - там этой проблемы практически нет.
Но поскольку в рамках своего хобби мы частенько используем устаревшую серию К155, можно
попасть с ней в несколько тупиковую ситуацию, используя RC-цепочки.

Когда я моделировал EDUC-8, то столкнулся с несколько непривычным построением цепи сброса
(см. рисунок а):

ТТЛ_003.gif

Я лично привык цепь сброса делать иначе (см. рисунок б), но у такого решения есть особенность:
если R в этой цепочке ставить более 3К, то оно уже очень мало влияет на постоянную времени.
И вот почему:

Если мы посмотрим, как построен каскад ТТЛ, то увидим, что когда конденсатор разряжен, и на входе
элемента ТТЛ - логический "0", то конденсатор заряжается входным током ТТЛ-элемента и током
через резистор R. То есть, резистор R только уменьшает нужую нам для задержки постоянную времени.

ТТЛ_004.gif

На осциллограммах, кстати, просто явно виден этот процесс: до порога переключения - напряжение
на ёмкости нарастает быстрее, чем после переключения. После переключения процесс как раз идет
по закону Т~RC, но только для нас это уже бесполезно...

Поэтому решение автора EDUC-8 довольно логичное - он просто заряжает емкость входным
током ТТЛ-элемента, получая максимальное Т задержки при заданной емкости конденсатора С.
При выключении конденсатор разржается через R = 100K.
Можно спорить, насколько это корректно или нет - не притягивать вход резистором к +5В, но
речь пойдет не об этом.

Основой факт, который я хотел подчеркнуть, что если на входе ТТЛ-элемента есть RC-цепь
и она заряжается от 0 до +5В значительный вклад в процесс зарядки вносит входной ток самогО
ТТЛ-элемента, а резистор влияет в узких пределах и в сторону уменьшения T задержки.
Казалось бы - ну и ладно: увеличим ёмкость!
А вот тут - другая "засада": процесс нарастания в определенный момент становится очень пологим,
ТТЛ-вентиль этого "не любит", может выдать пачку импульсов, ну и уж точно - очень портится этот
фронт переключения...

Я столкнулся с этой проблемой как раз, когда делал схему задержки на ~2.5 mS (см. выше).
Причем делал я её уже второй раз, и в первый раз получилось всё довольно просто:

One_shoot_10.gif

И первый раз я легко добился нужного результата чисто "на глаз"...
А когда стал повторять схему, то задержка на ~2.5 mS вдруг не вырисовывается никак!
Удивление прошло быстро: в первый раз у меня стояли вентили ТТЛШ, а у них входной ток где-то
на порядок меньше, чем у ТТЛ, и на зависимость Т~RC полагаться можно!

В общем помучался я, поскольку моё собственное ТЗ самому себе было:"сделать всё то же, но сугубо
на серии К155"!
И нашел я выход в виде схемы одновибратора из первого поста этого топика.
В нём времязадающий конденсатор заряжается от входа - к +5В (как там и написано) поэтому, его
разряд приходится на состояние лог."1" на входах ТТЛ элемента - а при этом входные токи малЫ!
Ну а когда он переключится, тут уже как раз нам его входные токи безразличны...

Основной оргвывод: работая с ТТЛ нужно смотреть, чтобы характерное время заряда или разряда
RC-цепи приходилось на состояние лог."1" элемента.
В противном случае, подбирая номиналы R и C, можно и результата не добиться, и вовсе испортить
работу своей схемы.

Я не собирался тут открыть америку этим постом, просто хотел напомнить, что с ТТЛ-вентилями
эта зависимость: Т~RC справедлива не во всех случаях...