Wie zu erkennen, einen fehlenden Impuls mit einer Zeitschaltung

Wenn der Zeitpunkt in Ihrem Computer ausgeschaltet ist, bestimmte Ereignisse in der richtigen Reihenfolge nicht auftreten. Aber wenn man die Physik kennen und ich-v Beziehungen von Widerständen und Kondensatoren, können Sie eine Schaltung schaffen, die pulses- dann erkennt, wenn ein Impuls fehlt, kann die Schaltung einen Alarm auslösen, um den Benutzer über ein Zeitproblem zu benachrichtigen.

Ein digitales System wird durch ein rechteckiges Taktwellenform gesteuert als Standardzeitreferenz dient. Sie können einen einzelnen Rechteckimpuls modellieren v_S(t) Als die Summe von zwei Schrittfunktionen, in denen eine der Sprungfunktionen verzögert und invertiert wird, wie Sie in der folgenden Abbildung zu sehen.

Hier ist die Gleichung für den Rechteckimpuls:

V_EIN die Amplitude ist, die 5 Volt beträgt, u(t) Ist ein Schritt Eingang zum Zeitpunkt starten t = 0 und u(t - T) Startet eine verzögerte Sprungfunktion bei T = 40 Nanosekunden.

Die rechteckige Wellenform dient als Eingang zu der digitalen Vorrichtung durch die folgende Schaltung modelliert. das Ausgangs v(t) Den Takt erkennen, wenn v(t) Den Schwellenwert überschreitet logischen 1-Pegel von 3,80 Volt.

Stellen Sie sich vor, dass Sie den Null-Zustand Reaktion der Spannung finden müssen v(t), Wenn die Zeitkonstante RC = 20 ns. Wird diese Schaltung den Rechteckimpuls erkennen? Hier ist, wie dieses Problem zu lösen:

1. Bestimmen Sie die Gleichung für die Nullzustandsantwort v₀.

   Null-Zustand bedeutet, dass die anfängliche Spannung über dem Kondensator Null ist. Als Ergebnis wird die Gesamtreaktion durch zwei Eingänge in der Rechteckwellenform angegeben bestimmt v_s(t):

2. Ein positiver Schritt Eingang mit einer 5-Volt-Amplitude Sprungfunktion angewendet auf t = 0

3. Ein negativer Schritt Eingang mit einer 5-Volt-Amplitude Sprungfunktion angewendet auf t = 40 ns

Hier ist die Formel für die Nullzustandsantwort für einen Schritt Eingang RC (Widerstand-Kondensator) Reihenschaltung:



V_EIN ist die Amplitude einer Stufeneingabe und RC konstant ist, die Zeit, mit R als Widerstandswert und C wie der Kondensator Wert.

4. Bestimmen Sie die Antwort auf Grund der positiven Schritt Eingang an t = 0.

   Die Nullzustandsantwort ist gegeben durch

   

   Die Antwort v₁(t) Beginnt zum Zeitpunkt Null und erreicht einen Endwert von 5 Volt nach 5 Zeitkonstanten (5RC,oder 100 ns). Beim t = T = 40 ns (zwei Zeitkonstanten gleich der Breite des Rechteckimpulses), die Antwort v₁(t) ist

   

5. Bestimmen Sie die Reaktion aufgrund der negativen Schritt Eingang an t = 40 ns.

   

   Die zweite Antwort beginnt bei t = T = 40 ns, und die Antwort ist gleich und entgegengesetzt v₁(t), Sondern wird um 40 ns verzögert. Vor t = 40 ns, v₂(t) = 0:

   

6. Finden Sie die Gesamtantwort v_O(t).

   Sie können die Gesamt Antwort finden durch Zugabe v₁(t) und v₂(t):

   

   Die folgende Abbildung zeigt, dass die Gesamtantwort auf t = 40 ns v_O(40 ns) = 4,32 V. In diesem Beispiel wird die Schaltung die Taktimpuls erfassen, weil die Gesamtreaktion maximal 4,32 Volt erreicht, überschreitet den Schwellenwert von 3,8 Volt.

   Wenn die Pulsbreite bis zu 1 Zeitkonstante verringert wird, oder 20 Nanosekunden, würde die Gesamtreaktions maximal 3,16 Volt zu erreichen, die weniger als 3,8 Volt beträgt. In diesem Fall würde die Impulstakt nicht erkannt werden.