Переключатель на триггере Шмитта

Texas Instruments CD4093B CD40106B

D-триггер, инвертирующий выход которого соединен с входом D, может использоваться как переключатель. Но если в схеме есть лишний инвертор с триггером Шмитта, ту же задачу можно выполнить на нем. При каждом нажатии и отпускании кнопки, показанной на Рисунке 1, состояние выхода схемы меняется на противоположное тому, что было до ее нажатия.

Вебинар Экономичные решения МЕAN WELL для надежных разработок - 30.09.2021

Использовать триггер Шмитта можно потому, что он имеет гистерезис, границы которого VTHIGH и VTLOW расположены примерно симметрично относительно половины напряжения питания (VCC/2). Если сигнал увеличивается от 0 В до VCC/2, на входе будет логический ноль, поэтому на выходе инвертора будет логическая единица. Если сигнал уменьшается от VCC до VCC/2, на входе будет логическая единица, поэтому на выходе инвертора будет логический ноль. При включении питания напряжение в точке A нарастает от 0 В до VCC/2, поскольку R1 = R2, и напряжение на выходе инвертора будет близким к VCC. Конденсатор C заряжается до VCC/2. Кнопка без фиксации должна иметь нормально разомкнутые (НР) и нормально замкнутые (НЗ) контакты.

Простой триггер Шмитта может выполнять функцию переключателя.
Рисунок 1. Простой триггер Шмитта может выполнять функцию
переключателя.

При первом нажатии кнопки конденсатор C быстро заряжается до VCC, так как уровень сигнала на выходе инвертора высокий. После отпускания кнопки высокий уровень напряжения на конденсаторе оказывается приложенным к входу инвертора. Выходной уровень, соответственно, станет низким. Конденсатор разряжается через резистор R2 до напряжения VCC/2. Если нажать кнопку во второй раз, конденсатор быстро разрядится с VCC/2 до 0 В, поскольку уровень сигнала на выходе инвертора низкий. Если опять отпустить кнопку, разряженный конденсатор будет шунтировать вход инвертора, поэтому на его выходе установится высокий уровень. Затем конденсатор заряжается через резистор R1 до напряжения VCC/2. Формы сигналов в схеме показаны на Рисунке 2.

Формы сигналов в различных точках схемы.
Рисунок 2. Формы сигналов в различных точках схемы.

Схема нечувствительна к дребезгу контактов. Поскольку CD40106 содержит шесть инверторов с триггерами Шмитта, одна микросхема может поддерживать до шести кнопок. CD40106 можно заменить микросхемой CD4093, в которой объединены четыре двухвходовых логических элемента «И-НЕ» с триггерами Шмитта. Если необходимо, чтобы состояние выхода менялось при нажатии кнопки, достаточно просто поменять местами ее контакты НР и НЗ.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments CD4093B
  2. Datasheet Texas Instruments CD40106B

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Schmitt trigger provides toggle function

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

CMOS QUAD 2-INPUT NAND SCHMITT TRIGGERS
T-electron
Россия и страны СНГ
CD4093B
Texas Instruments
10,20 ₽
CD4093B----CALLREP
Texas Instruments
по запросу
Прецизионный высоковольтный операционный усилитель ADA4097−1 с низким потреблением от Analog Devices
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя