Geganti masa elektronik

Jam tangan elektronik telah dibangunkan untuk menggantikannya geganti masa dengan kelewatan elektromagnet dan mekanikal… Geganti masa elektronik pertama dihasilkan berdasarkan litar transistor. Selepas itu, litar bersepadu mula digunakan dalam geganti elektronik, dan kemudiannya terdapat peralihan kepada mikropengawal.

Secara amnya, sebarang geganti masa elektronik ialah peranti yang dikawal oleh voltan input (bekalan) dan menukar kenalan outputnya dengan kelewatan masa tertentu.

Blok penyegerakan kebanyakan geganti masa elektronik adalah berdasarkan litar RC (Rajah 1, a). Perubahan voltan merentasi kapasitor litar RC yang disambungkan kepada sumber voltan DC diterangkan oleh fungsi eksponen masa. Ini membolehkan, dengan memantau voltan kapasitor, membentuk selang masa yang ditetapkan, sebagai contoh, dari saat litar RC disambungkan ke punca sehingga voltan kapasitor mencapai tahap yang ditentukan. Fungsi eksponen juga digunakan untuk menyahcas kapasitor pra-cas litar RC selari.Litar sedemikian digunakan dalam geganti masa yang mesti menukar kenalannya selepas kehilangan voltan bekalan.

nasi. 1. Varian skema pemasaan yang digunakan dalam geganti masa elektronik

Dalam beberapa geganti masa, cas kapasitor litar RC digunakan dengan arus yang stabil (Rajah 1, b dan c). Dalam kes ini, voltan dalam kapasitor berubah secara linear dengan masa, yang memungkinkan untuk mendapatkan sedikit lebih ketepatan dalam pembentukan kelewatan masa. Peranan sumber arus yang stabil dalam geganti tersebut dilakukan oleh litar elektronik. Walau bagaimanapun, geganti masa dengan sumber arus yang stabil adalah lebih sukar untuk dilaksanakan dan oleh itu tidak digunakan secara meluas.

Masa mengecas (menyahcas) litar RC dalam litar sebenar tidak melebihi beberapa saat. Ini disebabkan oleh beberapa keadaan. Pertama, rintangan perintang pemasaan dalam litar RC mesti dihadkan (dalam beberapa megohm) supaya cas pada kapasitor tidak terjejas oleh arus bocor melalui bahan penebat papan litar bercetak dan arus input a litar yang mengawal voltan dalam kapasitor.

Kedua, dalam litar RC adalah perlu untuk menggunakan kapasitor dengan penjerapan cas minimum. Jika tidak, sifat kapasitor untuk memulihkan voltan pada plat selepas pelepasan jangka pendeknya akan membawa kepada pengagihan dalam masa di mana geganti bersedia untuk berfungsi semula. Malangnya, kapasitor yang dihasilkan dengan penjerapan cas minimum mempunyai kapasitansi yang agak rendah (daripada susunan beberapa mikrofarad).

Geganti dengan kelewatan masa yang singkat boleh dilaksanakan berdasarkan satu kitaran cas (nyahcas) litar RC.Jika perlu untuk memberikan kelewatan yang lama, geganti dibuat berdasarkan pelbagai litar cas-nyahcas litar RC. Dalam geganti pemasaan berbilang kitaran sedemikian, litar RC disertakan dalam litar berayun sendiri yang menyediakan cas-nyahcas kapasitornya... Contohnya, litar berayun sendiri berdasarkan litar RC boleh dilaksanakan pada get logik seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 1 tahun

Pengecasan dan nyahcas kapasitor C berlaku melalui perintang R2 disebabkan oleh tahap voltan yang berbeza pada input dan output unsur logik penyongsangan DD2. Keadaan elemen logik DD2 ditukar oleh elemen logik yang sama DD1, tetapi ia digunakan sebagai badan voltan ambang (keadaan disedari bahawa unsur logik IC pergi ke keadaan logik sifar dan sebaliknya, pada keadaan yang berbeza. aras voltan masukan). Oleh itu, apabila dikuasakan, urutan denyutan dengan tempoh yang agak stabil terbentuk pada output DD2. Dengan mengira denyutan keluaran dari permulaan litar berayun sendiri, adalah mungkin untuk mendapatkan geganti elektronik dengan julat masa yang besar. kelewatan pada nilai yang agak kecil bagi pemalar rantai masa masa.

Ketepatan tertinggi disediakan oleh geganti masa elektronik dengan litar berayun sendiri berdasarkan resonator kuarza (lihat Rajah 1, e).

Penggunaan komponen elektronik voltan rendah dan arus rendah dalam geganti masa elektronik memerlukan penggunaan antara muka dengan litar input dan output luaran di dalamnya.

Gambar rajah struktur bagi geganti masa satu masa dan berbilang kitaran ditunjukkan dalam rajah. 2, a dan b masing-masing.Kedua-dua litar termasuk blok yang sama: penukar input, unit untuk menetapkan litar masa dalam keadaan awalnya, dan badan eksekutif (output).

nasi. 2. Gambar rajah blok geganti masa

Tujuan penukar input adalah untuk membentuk voltan rendah dengan tahap normal untuk menggerakkan litar penyegerakan, serta mencipta potensi rujukan yang diperlukan untuk operasi organ ambang.

Nod untuk menetapkan litar masa dalam keadaan awalnya adalah perlu untuk membawa semua elemen geganti yang terlibat dalam pembentukan kelewatan masa ke mod awal yang ditetapkan dengan ketat. Permulaan geganti boleh dilakukan sama ada pada penghujung kitaran geganti sebelumnya atau pada masa geganti ditenagakan.

Dalam geganti lengah tunggal, masa diselaraskan sama ada dengan menukar pemalar masa litar penyegerak atau dengan menukar ambang pembanding (organ ambang), yang membandingkan voltan dalam kapasitor litar penyegerakan dengan tetapan dan bertindak pada organ keluaran (eksekutif).

Dalam geganti masa berbilang kitaran, kelewatan, sebagai peraturan, disediakan dengan mengira denyutan penjana jam dalam kaunter nadi dan dibetulkan (untuk mengimbangi penyebaran parameter unsur) dengan menukar pemalar masa RC -rantaian penjana jam. Apabila voltan bekalan digunakan, penjana jam bermula dan denyutan mula tiba di input kaunter.

Pengiktirafan mencapai keadaan pembilang yang diperlukan disediakan oleh litar untuk menyahkod keadaannya berdasarkan suis mekanikal yang menetapkan nilai yang ditetapkan.Pada saat pengumpulan di kaunter bilangan denyutan tertentu, yang bertepatan dengan penetapan penyahkod, isyarat kawalan dijana untuk unit eksekutif output.

nasi. 3. Geganti masa elektronik VL-54

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, geganti masa elektronik berasaskan mikropengawal telah dilaksanakan. Mikropengawal memerlukan denyutan jam dengan frekuensi yang cukup stabil untuk beroperasi. Sebagai peraturan, denyutan ini dibentuk oleh pengayun terbina dalam berdasarkan resonator kuarza (Rajah 1, e). Apabila isyarat mula geganti masa diterima, mikropengawal mula mengira denyutan jam. Tidak seperti geganti masa elektronik berdasarkan litar RC, kelewatan masa geganti masa kuarza secara praktikalnya bebas daripada suhu ambien dan voltan bekalan geganti.

Kelebihan ketara geganti masa menggunakan mikropengawal ialah keupayaan untuk memprogramkannya secara langsung dalam peranti yang dipasang. Geganti masa elektronik menggunakan mikropengawal yang dialih keluar perisian tidak memerlukan persediaan dan mula berfungsi sebaik sahaja kuasa digunakan.

Geganti masa elektronik dalaman yang paling biasa: RV-01, RV-03, RP-18, VL-54, VL-56, RVK-100, RP21-M-003

Shumriev V. Ya. Geganti masa semikonduktor.