Cómo detectar un pulso que falta con un circuito de temporización

Cuando el tiempo está desactivada en su ordenador, eventos específicos no se producen en el orden correcto. Pero si usted sabe la física y yo-v relaciones de resistencias y condensadores, puede crear un circuito que detecta pulses- entonces cuando un pulso no está presente, el circuito puede activar una alarma que notifica al usuario de un problema de tiempo.

Un sistema digital es controlado por una forma de onda de reloj rectangular que sirve como una referencia de temporización estándar. Se puede modelar un único impulso rectangular v_S(t) Como la suma de dos funciones escalonadas, donde una de las funciones escalonadas se retrasa y se invierte, como se ve en la siguiente figura.

Aquí está la ecuación para el impulso rectangular:

V_UN es la amplitud, que es igual a 5 voltios, u(t) Es una entrada de paso a partir de tiempo t = 0, y u(t - T) Es una función paso retardada a partir de las T = 40 nanosegundos.

La forma de onda rectangular sirve como una entrada al dispositivo digital de modelado por el siguiente circuito. La salida v(t) Detectará el impulso de reloj si v(t) Excede el nivel de umbral lógico 1 de 3,80 voltios.

Imagínese que usted tiene que encontrar la respuesta de estado cero de la tensión v(t) Cuando la constante de tiempo RC = 20 ns. Será este circuito de detectar el pulso rectangular? Aquí está la forma de resolver este problema:

1. Determinar la ecuación para la respuesta de estado cero v₀.

   Video: Eletronica Digital 38 - Circuito Monoastável com CI 555 - Temporizador de pulso

   Zero-Estado significa la tensión inicial a través del condensador es cero. Como resultado, la respuesta total está determinada por dos entradas dadas en la forma de onda rectangular v_s(t):

2. Una entrada de paso positivo con una función de paso de amplitud de 5 voltios aplicada en t = 0

3. Una entrada de paso negativo con una función de paso de amplitud de 5 voltios aplicada en t = 40 ns

Ésta es la fórmula para la respuesta de estado cero para un circuito RC (resistencia-condensador) series de entrada paso:



V_UN es la amplitud de una entrada de paso, y RC es la constante de tiempo con R como el valor de la resistencia y do como el valor del condensador.

4. Determine la respuesta debido a la entrada de paso positivo aplicado en t = 0.

   La respuesta de estado cero viene dada por

   

   La respuesta v₁(t) Comienza en el tiempo cero y alcanza un valor final de 5 voltios después de 5 constantes de tiempo (5RC, o 100 ns). A t = T = 40 ns (dos constantes de tiempo igual a la anchura del impulso rectangular), la respuesta v₁(t) es

   

   Video: TEMPORIZADOR CON 555 (Animación)

5. Determine la respuesta debido a la entrada de paso negativa aplicada en t = 40 ns.

   

   La segunda respuesta se inicia en t = T = 40 ns, y la respuesta es igual y opuesta a v₁(t), Pero tiene un retraso de 40 nanosegundos. antes de t = 40 ns, v₂(t) = 0:

   

6. Encuentra la respuesta total v_O(t).

   Puede encontrar la respuesta total sumando v₁(t) y v₂(t):

   

   La siguiente figura muestra que la respuesta total a t = 40 ns es v_O(40 ns) = 4,32 V. Para este ejemplo, el circuito detectar el pulso de reloj, porque la respuesta total alcanza un máximo de 4,32 voltios, que excede el umbral de 3,8 voltios.

   Si el ancho de pulso se reduce a 1 constante de tiempo, o 20 nanosegundos, la respuesta total alcanzaría un máximo de 3.16 voltios, que es menos de 3,8 voltios. En ese caso, no sería detectado el impulso de reloj.