Semplice circuito RC per ritardare gli impulsi rettangolari

Durante lo sviluppo di un controller di convertitore di impulsi, ad esempio, per costruire un circuito con ritenzione di risonanza, potrebbe essere necessario ritardare i bordi degli impulsi e il decadimento della sequenza di impulsi quando viene applicato un segnale rettangolare da un blocco del circuito a un altro.

A volte un semplice circuito costituito da due inverter logici e un circuito RC è adatto per risolvere questo problema. A tale scopo, è conveniente utilizzare un microcircuito, che è un insieme di inverter con soglie sufficientemente definite. Un esempio di tale microcircuito è 74N0404, ci sono 6 elementi logici “NON” in esso, e si scopre che su uno di questi microcircuiti è teoricamente possibile costruire 3 circuiti di ritardo secondo lo schema seguente.

In pratica, quando il decadimento di un impulso rettangolare arriva all'ingresso del primo inverter, un fronte d'attacco arriva al circuito RC dalla sua uscita e inizia la carica del condensatore. La tensione attraverso il condensatore aumenta esponenzialmente e teoricamente raggiunge il suo massimo (Uп) dopo un periodo di tempo pari a 5 * RC secondi (qui R è la resistenza del resistore in ohm, C è la capacità nei condensatori in farad).

Se il condensatore è collegato con la sua piastra superiore all'ingresso del successivo elemento logico (all'ingresso del secondo inverter), quando la tensione sul condensatore raggiunge la sua soglia (Uпор), apparirà una caduta all'uscita, ma con un corrispondente ritardo, relativo alla caduta applicata all'ingresso primo inverter. Ora, mentre la tensione sul condensatore non è scesa alla soglia del secondo inverter, una tensione di basso livello verrà mantenuta alla sua uscita.

Quando un fronte di un impulso rettangolare appare all'ingresso del primo inverter, si formerà una caduta all'uscita, cioè apparirà una tensione di basso livello e il resistore sarà praticamente collegato al bus zero. Il condensatore inizierà a scaricarsi attraverso la resistenza.

La tensione attraverso il condensatore diminuirà in modo esponenziale e teoricamente raggiunge lo zero dopo un periodo di tempo pari a 5 * RC. Ma poiché il condensatore con il suo rivestimento superiore è collegato all'ingresso del secondo inverter, non appena la tensione attraverso di esso scende alla soglia del suo funzionamento, apparirà un fronte d'uscita alla sua uscita, ma con un corrispondente ritardo temporale, rispetto al fronte applicato all'ingresso del primo inverter. E ora, fino a quando la tensione sul condensatore non raggiunge nuovamente la soglia del secondo inverter, verrà mantenuta una tensione di alto livello alla sua uscita.

Se il microcircuito viene alimentato con una tensione stabilizzata di 5 volt, le tensioni di soglia saranno sempre agli stessi livelli. E in pratica, i parametri temporali del ritardo raggiunto in questo modo possono essere calcolati e regolati secondo necessità usando un resistore variabile, specialmente se lo sviluppatore ha a portata di mano oscilloscopio.

L'approccio corretto quando si selezionano i componenti di un circuito RC dovrebbe essere basato sul fatto che la durata dell'impulso sfasato dovrebbe preferibilmente essere superiore a 5 * RC, quindi il circuito funzionerà in modo accurato e i calcoli utilizzando le formule di cui sopra risulteranno corretti.

Se è necessario scaricare il condensatore più velocemente all'arrivo dell'impulso successivo, viene aggiunto al circuito un ramo parallelo da un'altra resistenza con un diodo (o un diodo, senza resistenza), quindi per uno dei cicli di elaborazione del circuito, si otterrà una costante di tempo diversa rispetto al secondo ciclo.

Inoltre, va ricordato che le correnti di ingresso e uscita del microcircuito (all'uscita del primo inverter, sia durante la carica del condensatore che quando viene scaricato) sono limitate dai valori massimi ammissibili che possono essere trovati nella scheda tecnica del microcircuito utilizzato.Per questo motivo, condensatori con una capacità non superiore a diverse nanofarad sono utilizzati per costruire circuiti di sfasamento di tale piano, specialmente se un diodo senza resistore viene utilizzato in uno dei rami del circuito RC.