Использование обратных связей для формирования импульса

 

Устройство, имеющее два устойчивых состояния, называют триггером. В одном из них на выходе триггера присут­ствует высокий потенциал, в другом – низкий. В интервале между переключающими сигналами состояние триггера не меняется, т. е. триггер «запоминает» поступление сигнала, отражая это величиной потенциала на выходе. Сказан­ное дает возможность использовать триггер как элемент памя­ти. Если совокупность триггеров установить в одинаковое (ис­ходное) состояние, а затем на каждый триггер подать сигнал, соответствующий элементу цифрового кода, то на выходах триггеров установятся и могут неограниченно долго присутствовать потенциалы, представляющие этот код в парал­лельной форме.

При переключении триггера потенциалы на его выходе ме­няются лавинообразно, т. е. на выходе формируется прямо­угольный импульс с крутыми фронтами. Это позволяет ис­пользовать триггер для формирования прямоугольных импуль­сов из напряжения другой формы (например, из синусоидаль­ного). Триггеры могут быть вы­полнены на цифровых интегральных микросхемах, опера­ционных усилителях и дискретных компонентах, среди которых активными элементами являются главным образом транзи­сторы.

Симметричный триггер с внешним смеще­нием. Схема этого триггера изображена на рис. 7.1, а

Она со­держит два резистивных усилительных каскада на транзи­сторных ключах – инверторах; выход каждого из них связан с входом другого резистивным делителем R₁–Rб₂ и т.д. С приходом запускающего импульса (отрицательного) транзистор Т₁ открывается и передает нулевой потенциал на вход Т₂, который лавинообразно закрывается. В момент смены состояния при двух отпертых транзисторах в схеме имеется положительная обратная связь, которая в соче­тании с усилительными свойствами каскадов обеспечивает ла­винное протекание процессов переключения.

Самопроизвольного опрокидыва­ния триггера быть не может – он переключается под действи­ем внешних импульсов. Этим диктуется необходимость ввести в схему триггера источник внешнего положительного смещения + Еб (рис. 7.1, а). База каждого транзистора имеет по­тенциал, значение которого лежит между + Еб и отрица­тельным потенциалом коллектора другого транзистора. Из-за деления перепадов на резисторах R–Rб условие самовозбуждения выполняется здесь труднее, чем в мультиви­браторе. Процессы зарядки-разрядки длятся значительно мень­шее время, чем в мультивибраторе, поэтому на форму выходных им­пульсов они существенного влияния не оказывают.

      

Рис. Формирование фронта в триггере Шмитта

 

Быстродействие триггера измеряется в герцах и оценивается наибольшим чис­лом переключений, которое может быть осуществлено в одну секунду. Оно является одной из важных характеристик тригге­ра, определяющих возможность его использования в устрой­ствах импульсной и вычислительной техники, автоматики и т. д.

Стадия рассасывания начинается с момента воздействия запускающего импульса на базу отпертого транзистора и заканчивает­ся выходом его из насыщения.

Стадия подготовки продолжается до отпирания запертого прежде транзистора.

Стадия опрокидывания характеризуется лавинообразным изменением токов и напряжений в схеме, когда оба транзистора нахо­дятся в активном режиме и через них замыкается петля положитель­ной обратной связи. Заканчивается эта стадия запиранием одного из транзисторов. Длительность ее зависит от инерционности транзи­сторов.

Стадия установления завершает переключение триггера.

 Разрешающее время (опреде­ляющее минимально допустимый интервал между запускающими импульсами): tразр= tр+ tn+ tо+ tуст.

Напряжение на коллекторе закрывшегося транзистора (например, Т₂) достигает значения и_К1 ≈ – Е_к постепенно  из-за наличия конденсатора С₁. Напряжение на коллекторе открывающегося транзистора (Т₂) до­стигает значения и_к2 ≈ 0 постепенно из-за того, что его коллекторный ток нарастает экспоненциально.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: