Circuito RC simples para retardo de pulso retangular

Durante o desenvolvimento de um controlador conversor de pulso, por exemplo, para construir um circuito com retenção de ressonância, pode ser necessário atrasar as bordas dos pulsos e o decaimento da sequência de pulsos quando um sinal retangular é aplicado de um bloco do circuito para outro.

Às vezes, um circuito simples que consiste em dois inversores lógicos e um circuito RC é adequado para resolver esse problema. Para esse propósito, é conveniente usar um microcircuito, que é um conjunto de inversores com limites suficientemente definidos. Um exemplo desse microcircuito é 74N0404, há 6 elementos lógicos "NÃO" nele, e acontece que em um desses microcircuitos é teoricamente possível construir 3 circuitos de atraso de acordo com o esquema abaixo.

Na prática, quando o decaimento de um pulso retangular chega à entrada do primeiro inversor, uma borda principal chega ao circuito RC a partir de sua saída e o carregamento do capacitor é iniciado. A tensão no capacitor aumenta exponencialmente e, teoricamente, atinge seu máximo (Uп) após um período de tempo igual a 5 * RC segundos (aqui R é a resistência do resistor em ohms, C é a capacitância em capacitores em farads).

Se o capacitor estiver conectado com sua placa superior à entrada do próximo elemento lógico (à entrada do segundo inversor), quando a tensão no capacitor atingir seu limite (Uпор), uma queda aparecerá em sua saída, mas com um atraso de tempo correspondente em relação à queda aplicada à entrada primeiro inversor. Agora, enquanto a tensão no capacitor não caiu para o limiar do segundo inversor, uma tensão de baixo nível será mantida em sua saída.

Quando uma borda principal de um pulso retangular aparecer na entrada do primeiro inversor, uma queda será formada em sua saída, ou seja, uma tensão de baixo nível aparecerá e o resistor estará praticamente conectado ao barramento zero. O capacitor começará a descarregar através do resistor.

A tensão no capacitor diminuirá exponencialmente e, teoricamente, chega a zero após um período de tempo igual a 5 * RC. Mas como o capacitor com seu revestimento superior é conectado à entrada do segundo inversor, assim que a tensão cai para o limiar de sua operação, uma borda principal aparece em sua saída, mas com um atraso de tempo correspondente, em relação à frente aplicada à entrada do primeiro inversor. E agora, até que a tensão no capacitor suba novamente para o limiar do segundo inversor, uma tensão de alto nível será mantida em sua saída.

Se o microcircuito for alimentado com uma tensão estabilizada de 5 volts, as tensões limite sempre estarão nos mesmos níveis. E, na prática, os parâmetros de tempo do atraso alcançado dessa maneira podem ser calculados e ajustados conforme necessário, usando um resistor variável, especialmente se o desenvolvedor tiver em mãos osciloscópio.

A abordagem correta ao selecionar componentes de um circuito RC deve basear-se no fato de que a duração do pulso com mudança de fase deve ser preferencialmente superior a 5 * RC, então o circuito funcionará com precisão e os cálculos usando as fórmulas acima se mostrarão corretos.

Se for necessário descarregar o capacitor mais rapidamente na chegada do próximo pulso, um ramo paralelo de outro resistor com um diodo (ou um diodo, sem um resistor) é adicionado ao circuito, então para um dos ciclos de trabalho do circuito, será obtida uma constante de tempo diferente do que para o segundo ciclo.

Além disso, deve-se lembrar que as correntes de entrada e saída do microcircuito (na saída do primeiro inversor, durante o carregamento do capacitor e quando descarregado) são limitadas pelos valores máximos permitidos que podem ser encontrados na folha de dados do microcircuito usado.Por esse motivo, capacitores com capacidade não superior a várias nanofarads são usados ​​para construir circuitos de mudança de fase desse plano, especialmente se um diodo sem resistor for usado em uma das ramificações do circuito RC.