你将学习:
- 如何建立一个电路，将电容转换成一个脉冲序列。
- 电路设计的测试结果。
的电路图1允许您使用恒定电流源和由两个NAND-栅极芯片（74HC132）形成的线性单稳态将电容转换为脉冲系。该电路还提供两个脉冲，以控制诸如锁存器和复位的外部计数器功能，这通常是在驱动显示器时由数字计数器和锁存的锁存器。当需要将换能器的电容测量（例如相对湿度）转换成脉冲系时，单稳态的应用包括仪器电路。
CX代表电容换能器(图1)．电路由n.o触发。按钮，它具有由r形成的脱位网络P.和C1创建干净的瞬态低脉冲。图2.显示印刷电路板(PCB)上实际组装的电路。在电压和地之间放置一个0.1-µF的旁路电容。
在其初始状态下，U1b是饱和度的高，驱动晶体管Q2，其保持电容器C.X地面（图3）．这禁用由U2B形成的门控振荡器。
当按下按钮时，SR闩锁使U2A高而U21低（图4）．这将晶体管Q2放在截止，允许cX用恒定电流线性充电。
恒流源由Q1，PNP晶体管及其相关组件形成。这种恒定的电流iK.由等式1定义：
i k =（v cc - v b - v be ）/ r e（1）
其中V.CC.= 5.1 v, vB.= 4.1 v和v是要获得时序常数t，我们替换当前的时间一世K.在等式2中如下所示：
T = R CX = (VCCCX)/IK (2)
然后乘以比率2（vT.+ / V.CC.)，由与非门U1C和V中的正阈值电压定义CC.．该比率表示电容器C的最大电压X将达到。用我K.在式2中，我们得到一个线性的定时和充电斜坡(图5)式3:
t = [（v cc ）c x ×（v cmax / v cc ）×r e ] /（v dd - v b - v be ）（3）
然后将分量值和电压测量值代入式4:
t = [（5.12 V）（2200μF）（3.28 V / 5.12 V）（220Ω）] /（5.12V-4.08 V - 0.636 V）（4）
当电容器CX放置2200μF，例如，我们获得等于3.9秒的时间段。该结果的准确性取决于等式4中包含的所有组件的容差。
恒流IK.停止充电电容C.X当其电压达到正阈值电压V时T.+，在这种情况下是3.28 V。此时，与非门输出U1C达到逻辑低电平，使振荡器失效，并由与非门U1D和U2A组成的半单稳态依次产生两个瞬态脉冲。
由U1D形成的边缘检测器在下降沿触发(图6)从来自NAND门U1A的输出脉冲。
NAND门U1a产生的正瞬态脉冲称为闩锁(图7)，它的时期t2由式5给出:
< p > T <子> 2子> < / = R <子> 3 < /子> C <子> 2 < /子> Ln (V <子> CC子> < / / (V <子> CC子> < / T - V <子> < /子> +))(5)< / p >
当这个脉冲结束时，它触发由R4和C3形成的第二个半单稳态，产生一个正的瞬态Reset脉冲T3（图7，再次）由等式6定义。
< p > T <子> 3 < /子> = R <子> 4 C <子> < /子> 3 < /子> Ln (V <子> CC子> < / / (V <子> CC子> < / T - V <子> < /子> +))(6)< / p >
由与非门U2B及其相关元件组成的门控逻辑振荡器提供一个脉冲序列(图8)以由等式7定义的频率：
f = {1 / R 5 c 4 ln [（v t + / v t -）×（v cc - v t - ）/（v cc - v t +）]}（7）
这个振荡器没有启动延迟，因为与R6串联的500k trimpot必须校准低于正阈值电压V几毫伏T.+(见下面的参考资料)．注意，当这个振荡器被禁用时，电容器C5需要一个时间延迟来再次达到由微调器设置的固定电压。这个时间延迟可能会因电容在被禁用之前的电压而变化。如果电容器的电压等于VT.-禁用时，它将需要由等式8定义的恢复时间：
< p > T2 = R <子> 5 C <子> < /子> 4 < /子> Ln ((V <子> CC < /子>−V <子> t < /子>−)/ (V <子> CC子> < / t - V <子> < /子> +))(8)< / p >
这个延迟设置了在按钮上应用下一个脉冲时必须等待的时间。振荡器频率由固定电容C4和电阻R5设定根据计数器的分辨率和所需的精度读数。你可以在R5上加一个串联电位器来调节这个频率。
这个电路可以自行再触发。从Reset Pulse到按钮输入，使用另一个在下降边缘触发的边缘检测器，将放置一个反馈回路。这就要求边缘探测器在触发输入端提供一个低脉冲，其最小周期为1µs。RP.不需要。请记住，当自身触发时，外部计数器将以等式3给出的速率连续地保持其读数。显示屏必须在每秒一到四次内更新其读数;否则，它将出现闪烁。
建议使用1％的公差金属薄膜电阻器由于温度变化而获得高达1％的变化。关于电容器，必须使用聚酯或聚苯乙烯类型与温度有最小值变化。另外，R5的Trimpot必须具有低温 - 系数常数。
参考
“门控振荡器开始毫不拖延，“电子设计．
