Генератор с оптической обратной связью и его практическое применение

Параметры

Datasheets

Data sheet acquired from Harris SemiconductorSCHS115D – Revised September 2003 The CD4093B types are supplied in 14-leadhermetic dual-in-line ceramic packages (F3Asuffix), 14-lead dual-in-line plastic packages (Esuffix), 14-lead small-outline packages (M, MT,M96, and NSR suffixes), and 14-lead thin shrinksmall-outline packages (PW and PWR suffixes). PACKAGE THERMAL IMPEDANCE, ОёJA (See Note 1):E package .M package .NS package NOTE 1: . 80В°C/W86В°C/W76В°C/W Package thermal impedance is calculated in accordance with JESD 51-7. VDD VDD VOH VPVNVOL VSS Copyright пЈ 2003 Texas Instruments Incorporated PRODUCTION DATA information is current as of publication date.Products conform to specifications per the terms of Texas Instrumentsstandard warranty. Production processing does not necessarily includetesting of all parameters. POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 1 2 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 3 4 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 PACKAGE OPTION ADDENDUM www.ti.com 1-Jun-2017 PACKAGING INFORMATIONOrderable Device Status(1) Package Type Package Pins PackageDrawingQty Eco Plan Lead/Ball Finish MSL Peak Temp (2) (6) (3) Op Temp (В°C) Device Marking(4/5) 7704602CA ACTIVE CDIP J 14 1 TBD A42 N / A for Pkg Type -55 to 125 7704602CACD4093BF3A CD4093BE ACTIVE PDIP N 14 25 Pb-Free …

Datasheets

Data sheet acquired from Harris SemiconductorSCHS115D – Revised September 2003 The CD4093B types are supplied in 14-leadhermetic dual-in-line ceramic packages (F3Asuffix), 14-lead dual-in-line plastic packages (Esuffix), 14-lead small-outline packages (M, MT,M96, and NSR suffixes), and 14-lead thin shrinksmall-outline packages (PW and PWR suffixes). PACKAGE THERMAL IMPEDANCE, ОёJA (See Note 1):E package .M package .NS package NOTE 1: . 80В°C/W86В°C/W76В°C/W Package thermal impedance is calculated in accordance with JESD 51-7. VDD VDD VOH VPVNVOL VSS Copyright пЈ 2003 Texas Instruments Incorporated PRODUCTION DATA information is current as of publication date.Products conform to specifications per the terms of Texas Instrumentsstandard warranty. Production processing does not necessarily includetesting of all parameters. POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 1 2 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 3 4 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 PACKAGE OPTION ADDENDUM www.ti.com 1-Jun-2017 PACKAGING INFORMATIONOrderable Device Status(1) Package Type Package Pins PackageDrawingQty Eco Plan Lead/Ball Finish MSL Peak Temp (2) (6) (3) Op Temp (В°C) Device Marking(4/5) 7704602CA ACTIVE CDIP J 14 1 TBD A42 N / A for Pkg Type -55 to 125 7704602CACD4093BF3A CD4093BE ACTIVE PDIP N 14 25 Pb-Free …

Как это работает

Блок-схема генератора представлена на Рисунке 1. Генератор собран по классической схеме с использованием одного из элементов микросхемы CD4093BE, представляющей собой сборку из четырех двухвходовых элементов «И-НЕ». Отличие данной микросхемы от аналогичной по логическому функционалу микросхемы CD4011BE заключается в том, что каждый вход является триггером Шмитта, позволяющим работать с медленно изменяющимся входным сигналом.

Рисунок 1.	Блок-схема генератора с оптической ОС.

Оптическая обратная связь осуществляется с выхода генератора (точка «b») через светодиод VD2 и цифровой фотоприемник DD2, выполненный на микросхеме ТSOP4838, выход которого подсоединен к свободному входу элемента DD1. При разорванной оптической связи, например, при наличии непрозрачного препятствия между VD2 и DD2, в точке «с» присутствует логическая «1», что позволяет генератору на DD1 формировать импульсную последовательность, частота которой определяется резистором R2, а длительность положительного импульса – резистором R1.

Это состояние иллюстрируется Рисунком 2.1.

Рисунок 2.	Оптическая обратная связь: 2.1 – разомкнута, 2.2 – замкнута.

При возникновении оптической обратной связи напряжение в точке «с» уменьшается до нуля, что принудительно поддерживает высокий потенциал в точке «b». Такое состояние продолжается до тех пор, пока внутренние временные ограничения микросхемы DD2 вновь не установят на выходе логическую единицу.

Конденсатор С1 за время принудительной остановки генератора заряжается до напряжения питания и разряжается до нижнего порога триггера Шмитта существенно дольше, что объективно снижает частоту генератора. Это отражено на Рисунке 2.2.

В граничных условиях при недостаточной освещенности фотоприемника TSOP сигнал на его выходе носит случайный характер по частоте возникновения, длительности импульса и его задержке относительно фронта возбуждающего светового импульса. При приеме цифровых сигналов это приводит к ошибке принятого кода; при приеме управляющего импульса в устройствах охранной автоматики – к ошибкам срабатывания сигнализации. Эти недостатки присутствуют и в рассматриваемом генераторе. На Рисунке 3.1 представлен случай недостаточной освещенности фотоприёмника DD2. Выходной импульс в точке «с» короче возбуждающего импульса и сдвинут относительно его фронта на случайную величину.

Рисунок 3.	Выходной сигнал фотоприемника DD2: 3.1 – при недостаточной освещенности, 3.2 – при достаточной освещенности.

На Рисунке 3.2 показана осциллограмма стационарного процесса, когда освещенность фотоприемника DD2 достаточна и фронт выходного импульса сдвинут относительно фронта возбуждающего импульса на фиксированную величину, равную примерно 380 мкс. Этот факт дает возможность построения импульсного дискриминатора для фиксации факта корректной работы фотоприемника. Справедливости ради нужно отметить, что для случая, показанного на Рисунке 3.2, в эти 380 мкс входит еще время включения генератора несущей частоты, составляющее в самом худшем случае половину периода несущей частоты 38 кГц, то есть примерно 13 мкс.

Datasheets

Data sheet acquired from Harris SemiconductorSCHS115D – Revised September 2003 The CD4093B types are supplied in 14-leadhermetic dual-in-line ceramic packages (F3Asuffix), 14-lead dual-in-line plastic packages (Esuffix), 14-lead small-outline packages (M, MT,M96, and NSR suffixes), and 14-lead thin shrinksmall-outline packages (PW and PWR suffixes). PACKAGE THERMAL IMPEDANCE, ОёJA (See Note 1):E package .M package .NS package NOTE 1: . 80В°C/W86В°C/W76В°C/W Package thermal impedance is calculated in accordance with JESD 51-7. VDD VDD VOH VPVNVOL VSS Copyright пЈ 2003 Texas Instruments Incorporated PRODUCTION DATA information is current as of publication date.Products conform to specifications per the terms of Texas Instrumentsstandard warranty. Production processing does not necessarily includetesting of all parameters. POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 1 2 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 3 4 POST OFFICE BOX 655303 DALLAS, TEXAS 75265 PACKAGE OPTION ADDENDUM www.ti.com 1-Jun-2017 PACKAGING INFORMATIONOrderable Device Status(1) Package Type Package Pins PackageDrawingQty Eco Plan Lead/Ball Finish MSL Peak Temp (2) (6) (3) Op Temp (В°C) Device Marking(4/5) 7704602CA ACTIVE CDIP J 14 1 TBD A42 N / A for Pkg Type -55 to 125 7704602CACD4093BF3A CD4093BE ACTIVE PDIP N 14 25 Pb-Free …

Корпус / Упаковка / Маркировка