Импульсная и цифровая техника


Устройство и принцип работы триггеров


Download 0.72 Mb.
bet2/7
Sana19.06.2023
Hajmi0.72 Mb.
#1615028
1   2   3   4   5   6   7
Bog'liq
Триггеры

Устройство и принцип работы триггеров

Транзисторные триггеры имеют большое разнообразие схемного исполнения. Рассмотрим два самых распространенных схемных решений триггеров: триггер Шмидта и симметричный триггер.


Симметричный (RS-)триггер


Симметричным триггером называется триггер (R-S-триггер), имеющий два устойчивых состояния (рис.6). В силу действия все тех же причин, что и мультивибраторов, случайные факторы невозможно предугадать, в какое из двух состояний установится триггер при подключении его к источнику питания. Поэтому обычно предусматриваются меры для начальной установки триггера в требуемое состояние. Как правило, это осуществляется подачей управляющего сигнала на R-вход, всегда устанавливающего триггер в нулевое состояние.


Состав и назначение элементов схемы
VT1, VT2 – транзисторы, ключевые усилительные элементы;
С1, С2 – форсирующие емкости;
R1, R2 – сопротивления нагрузки транзисторов;
R5, R6 – гасящие сопротивления, определяющие режим работы транзисторов;
R3, и R4 – сопротивления коллекторно-базовой положительной обратной связи;
VD1, VD2 – диоды для отсечки отрицательных входных импульсов.

Рис.6. Принципиальная схема симметричного триггера


Состояние логического нуля характеризуется следующими показателями. Транзистор VT1 закрыт (первоначально входным сигналом uвх0 <0) и напряжение на его коллекторе (инверсный выход) равно напряжению источника питания Ек (логическая единица). Транзистор VT2 открыт и напряжение на его коллекторе (основной выход) близко к нулю (логический ноль), а коллекторный ток максимален. Протекает постоянный ток резисторного делителя напряжения, образованного сопротивлениями R4 и R5 (обычно R3 = R4 = R5 = R6) с источником питания. В результате совместного действия напряжения смещения и падения напряжения на резисторе R5, создается разность потенциалов, удерживающая транзистор VT1 в запертом состоянии. Протекает постоянный ток резисторного делителя напряжения, образованного последовательным соединением резисторов R1, R3 и R6 (обычно R1 = R2 < R3) c источником питания. В результате совместного действия напряжения смещения и падения напряжения на резисторе R6, создается разность потенциалов, удерживающая транзистор VT2 в отпертом состоянии.


Анализ величин токов и напряжений, характеризующих нулевое состояние триггера, показывает, что не существует каких-либо причин нарушения этого состояния. Поэтому оно является устойчивым и может сохраняться неограниченно долго.
Состояние логической единицы триггер примет, если на его S-вход подать управляющий сигнал, вызывающий запирание транзистора VT2. При этом напряжение на коллекторе становится равным напряжению источника питания. Оно через делитель напряжения R2, R4 и R5 скомпенсирует запирающее действие напряжение базового смещения на транзистор VT1 и отопрет его. Коллекторное напряжение транзистора VT1 становится равным нулю и уже не может противодействовать базовому смещению, запирающему транзистор VT2. Поэтому схема снова принимает статическое состояние, которое можно изменить только подачей управляющего сигнала на R-вход т
риггера.

Рис.7. Временные диаграммы работы симметричного триггера


Обычно в схемах триггеров напряжение смещения создается цепью автоматического смещения, состоящей из сопротивления Rэ и емкости Сэ. Она образует смещение на общей эмиттерной нагрузке Rэ за счет тока открытого в данный момент транзистора. Надежность запирания одного из транзисторов при отпертом состоянии другого обеспечивается выбором Rэ = (0,1…0,2)R1.


Кроме этого, для ускорения процесса опрокидывания триггера параллельно резисторам коллекторно-базовых связей могут быть включены форсирующие конденсаторы небольшой емкости.

Триггер Шмидта


Триггер Шмидта –это транзисторный несимметричный статический триггер с эмиттерно-базовой связью (рис.8). Его несимметричность является следствием выбора R3 = (2…3)R5 и применением отдельного делителя напряжения R1, R2, обеспечивающего поддержание отпертым транзистора VT1 после поступления на вход схемы импульсов отрицательной полярности.


Состав и назначение элементов схемы
VT1, VT2 – транзисторы, ключевые усилительные элементы;
С1 – ускоряющая емкость;
R1, R2 – делитель напряжения транзистора VT1;
R3, R5 – нагрузки транзисторов VT1, VT2;
R4 – общая эмиттерная нагрузка для обратной связи по току;
R6, R7 – делитель напряжения транзистора VT2.
В триггере Шмидта обычно используется для подключения нагрузки только один выход – коллекторный выход транзистора VT2. Управление состояниями триггера Шмидта может осуществляться либо с помощью импульсов чередующейся полярности, либо напряжениями, непрерывно изменяющимися по величине и полярности. В последнем случае делитель R1, R2 можно не применять.
Управляющий сигнал подается на базу транзистора VT1. При этом напряжение положительной полярности вызывает запирание транзистора VT1, что, в свою очередь, обусловливает отпирание транзистора VT2, то есть переход триггера в нулевое состояние (рис.7). Напряжение отрицательной полярности отпирает транзистор VT1, что приводит к запиранию транзистора VT2 и установке триггера в единичное состояние.
Причиной сохранения триггером Шмидта того или иного состояния является несимметричность его схемы и действие обратных связей по току через резистор эмиттерной нагрузки R4.
При подаче на вход триггера Шмидта гармонического колебания он работает следующим образом. В моменты запирания t1, t2 и отпирания t3 транзистора VT1, а значит, и опрокидывания триггера обусловлены действием входного напряжения, превышающего в это время пороговые уровни отпирания и запирания.
Несимметричный триггер Шмидта применяется в качестве преобразователя медленно меняющегося напряжения произвольной формы (чаще всего гармонического) в напряжение прямоугольной формы.

Рис.8. Принципиальная схема триггера Шмидта


Р
ис.7. Временные диаграммы работы триггера Шмидта





Download 0.72 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling