Comment détecter une impulsion manquante par un circuit de temporisation
Lorsque le chronométrage est éteint votre ordinateur, des événements spécifiques ne se produisent pas dans le bon ordre. Mais si vous savez la physique et je-v relations de résistances et les condensateurs, vous pouvez créer un circuit qui pulses- détecte alors quand une impulsion est manquant, le circuit peut déclencher une alarme avertir l'utilisateur d'un problème de timing.
Un système numérique est commandé par un signal d'horloge rectangulaire servant de référence de synchronisation standard. Vous pouvez modéliser une impulsion unique rectangulaire vS(t) Comme la somme des deux fonctions en escalier, où l'une des fonctions de l'étape est retardée et inversée, comme vous le voyez dans la figure suivante.
Voici l'équation pour l'impulsion rectangulaire:
VUN est l'amplitude, qui est égale à 5 volts, u(t) Est une entrée de l'étape à partir de temps t = 0, et u(t - T) Est une fonction de l'étape retardé à partir de T = 40 nanosecondes.
La forme d'onde rectangulaire sert d'entrée à l'appareil numérique modélisé par le circuit suivant. Le résultat v(t) Permet de détecter l'impulsion d'horloge si v(t) Dépasse le niveau de seuil logique 1 de 3,80 volts.
Imaginez que vous devez trouver la réponse à l'état zéro de la tension v(t) Lorsque la constante de temps RC = 20 ns. Sera-ce circuit détecter l'impulsion rectangulaire? Voici comment faire pour résoudre ce problème:
Déterminer l'équation de la réponse à l'état zéro v0.
Zero-Etat le moyen de tension initiale aux bornes du condensateur est égale à zéro. En conséquence, la réponse globale est déterminée par deux entrées fournies dans la forme d'onde rectangulaire vs(t):
Une entrée de mesure positive avec une fonction échelon d'amplitude de 5 volts appliquée à t = 0
Une entrée en échelon négatif avec une fonction échelon d'amplitude de 5 volts appliquée à t = 40 ns
Déterminer la réponse due à l'entrée de l'étape positive appliquée au t = 0.
La réponse à l'état zéro est donnée par
La réponse v1(t) Commence au temps zéro et atteint une valeur finale de 5 volts après 5 constantes de temps (5RC, ou 100 ns). À t = T = 40 ns (deux constantes de temps égale à la largeur de l'impulsion rectangulaire), la réponse v1(t) est
Déterminer la réponse due à l'entrée de l'étape négative appliquée au t = 40 ns.
La deuxième réponse commence à t = T = 40 ns, et la réponse est égale et opposée à v1(t), Mais est retardée de 40 nanosecondes. Avant t = 40 ns, v2(t) = 0:
Trouver la réponse totale vO(t).
Vous pouvez trouver la réponse totale en ajoutant v1(t) Et v2(t):
La figure suivante montre que la réponse totale au t = 40 ns est vO(40 ns) = 4,32 V. Dans cet exemple, le circuit permet de détecter l'impulsion d'horloge parce que la réponse totale atteint un maximum de 4,32 volts, dépassant le seuil de 3,8 volts.
Si la largeur d'impulsion se réduit à une constante de temps, ou de 20 nanosecondes, la réponse totale atteindra un maximum de 3,16 volts, ce qui est inférieur à 3,8 volts. Dans ce cas, l'horloge d'impulsion ne serait pas détecté.
Voici la formule pour la réponse à l'état zéro pour un circuit d'entrée de l'étape RC (résistance-condensateur) série:
VUN est l'amplitude d'une entrée en échelon, et RC est la constante de temps avec R que la valeur de la résistance et C que la valeur du condensateur.
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