Circuite basculante monostabile

Circuite basculante monostabile

Se caracterizeaza prin existenta a 2 stari, una stabila si una cvasistabila. In mod normal circuitul se gaseste in starea stabila pana cand este declansat de un impuls de comanda, trecand in starea cvasistabila, din care revine dupa un timp determinat de constantele de circuit, ramanand in starea stabila pana la un nou impuls de comanda.

CBM se pot realiza cu componente discrete, cu porti (TTL sau MOS), sau sub forma integrata. Circuitul monostabil are o structura similara cu bistabilul SR asincron dar legaturile incrucisate de la iesiri la intrari sunt realizate una in curent continuu, iar cealalta printr-un condensator, care va permite doar propagarea componentelor variabile, deci numai a regimului tranzitoriu. In principiu functionarea monostabilului este urmatoarea: circuitul se afla initial intr-o stare stabila Q=1, =0 si prin aplicarea unui impuls de comanda T din exterior se va produce comutarea in starea Q=0, =1. Aceasta comutare este de fapt o basculare deoarece comanda exterioara T este preluata de reactia pozitiva, transmisa prin legatura incrucisata care contine un condensator, deci comanda T poate fi eliminata. Dar transferul prin reactie, care a substituit comanda T, dupa desfasurarea regimului tranzitoriu se anuleaza, deci monostabilul nu mai este comandat si revine in starea initiala Q=1, =0. Timpul cat a existat starea instabila Q=0, =1 este determinat de durata procesului tranzitoriu, deci de constanta de timp a circuitului (o stare este stabila daca in lipsa unei comenzi din exterior se pastreaza un timp indefinit). Modificand constanta de timp se pot obtine diferite durate pentru existenta starii instabile. Aceasta functionare prin care se realizeaza durata de timp de valoare prescrisa, declansate printr-o comanda din exterior ii confera circuitului monostabil o utilizare de releu de timp.

O structura de monostabil realizata cu doua porti NOR (SAU-NU) in tehnologie CMOS este prezentata in figura 6.11. Reamintim caracteristicile portilor CMOS: salt de tensiune intre zero si V_SS, curent de intrare neglijabil, prag de basculare laV_SS/2, dar daca diodele de protectie de pe intrare se polarizeaza in sens

direct functionarea porti se modifica. In starea stabila Q=0, =1 condensatorul C_x este neincarcat deoarece intrarea portii NOR 2 este la potentialul V_SS prin rezistenta R_x iar la iesirea portii NOR 1 este la potential ridicat (=1). La aplicarea unui impuls exterior de comanda T pe intrarea portii NOR 1 la iesirea sa apare un salt de tensiune spre valoarea zero, salt ce se transmite prin C_x neincarcat si la intrarea portii NOR 2. Iesirea portii NOR 2 comuta in starea high (Q=1) si se aplica la intrarea portii NOR 1, deci poate substitui impulsul initiator T (bucla s-a inchis). Durata minima a impulsului T trebuie sa fie egala cu suma timpilor de propagare prin cele doua porti. Considerand ca iesirea portii NOR 1 poate absorbi curentul de incarcare al condensatorului C_x, tensiunea pe acest condensator are o crestere cu o constanta de timp t=R_xC_x. In momentul cand tensiunea V_A atinge nivelul de prag de comutare V_p al portii NOR 2, aceasta comuta iesirea in starea low (Q=0) care aplicata pe intrarea portii NOR 1 va comanda =1 deci procesul tranzitoriu de incarcare a condensatorului s-a consumat, temporizarea produsa prin existenta starii instabile s-a efectuat.

Figura 6. . Monostabil realizat cu porti SAU-NU

Se poate realiza o structura de monostabil si cu doua porti NAND (SI-NU) dar impulsul exterior de comanda este activ pe zero.

Simbolul circuitului monostabil este dat in figurile 6.11.b si c cu si fara rezistenta R_x si capacitatea C_x­ conectate in exterior. In familia TTL exista circuitele 74121 si 74122.

CBM se utilizeaza pentru realizarea unor intarzieri, pentru formarea unor impulsuri de durata standard din impulsuri de forma si durata oarecare, precum si ca discriminatoare de amplitudine.