Файл: Белицкий В.И. Коммутаторы каналов радиотелеметрических систем учебное пособие.pdf

33

на элементарные множители. В этом случае "мертвая зона" времени будет сведена к минимуму.

§ 1 .2 . СОСТАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СШИ МАТРИф

Как было указано выше, при числе выходов N , превышающем 8, матричный распределитель целесообразно проектировать по схеме

ше). Затем каждая из полученных групп таким же образом делится на подгруппы. Процесс деления продолжается до тех пор, пока число триггерных ячеек в подгруппе не станет равным 2 или 3.

Для каждой из элементарных подгрупп с 2 - 3 триггерными ячейками образуются одноступешатые матрицы с 4 - 8 выходами. Образованные таким образом многофазные генераторы импульсов питают импульсным напряжением матрицы второй ступени. Число выходов матрицы второй ступени равно произведению чисел вы­ ходов присоединенных к ней многофазных генераторов импульсов первой ступени, или 2 , где т - суммарное число триггерных ячеек, входящих в многофазные генераторы. Затем выходы мат-

Рис.1.6

рйц второй ступени объединяются в матрицах третьей ступени и т .д . Пример матричного распределителя импульсов параллельного

35

Более строгий расчет логических схем И приведен в главе ТУ.

§1.4. РАСЧЕТ ТРИГГЕРНОЙ ЯЧЕЙКИ

Вматричных распределителях импульсов применяются симмет­ ричные триггеры, работающие в режиме счетного запуска. Исход­ ными данными для расчета триггера являются его выходное напря­ жение USblx, максимальная рабочая температура t°max и предельная частота запускающих импульсов F3an пр , определяемая как произ­ ведение числа каналов N на частоту коммутации FK :

Fun- np-NF' . (1.7)

Запускающие импульсы подаются от синхронизатора радиотелеметрической системы на вход первой триггерной ячейки. Последую­ щиетриггеры запускаются импульсами, полученными от дифференци­ рования выходных сигналов предыдущих триггеров. Поэтому часто­ та запускающих импульсов на входе триггера снижается по мере увеличения его порядкового номера. Следовательно, наиболее вы­ сокие требования по быстродействию предъявляются к первой триг­ герной ячейке. Наибольшее распространение в распределителях им­ пульсов находит триггер с внешним смещением (рис.1 .8 ). Инженер­ ный расчет такого триггера может быть произведен до следующей методике.

I . По заданному значению выходного напряжения выбираются напряжения источника питания Ек и базового смещения Eg . Тран­ зисторы в триггере обычно работают вне активной области вольтамперных характеристик (в режиме отсечки и насыщения). Такой режим работы обеспечивает более высокую стабильность схемы и максимальное использование источника питания. При работе триг­ гера в режиме насыщения величины напряжений источников питания должны удовлетворять следующим соотношениям:

2.Исходя из заданной максимальной частота запуска тригг

ра Езаппрш определенного по формуле (1 .8) напряжения Ек , вы­ бирается транзистор. Максимально возможная частота переключе­ ний триггера определяется длительностью фронтов импульса на выходе схемы. Фронта выходного импульса триггерной ячейки тем короче, чем больше величины граничной частоты транзистора f , допустимого напряжения на коллекторе Цк доп и коэффициента уси­ ления по току р .

Расчет переходных процессов при счетном запуске триггера показывает, что в ненасыщенном режиме при оптимальных парамет­ рах схемы и запускающего импульса можно добиться предельной частоты запуска триггера

В реальных условиях всех этих условий выполнить не удает­ ся и практически при счетном запуске

Следовательно, транзистор триггера должен удовлетворять требованиям:

V ' 5F3anpj>r5NFK (I.I2 )

Следует заметить, что при использовании транзисторов с £ >10 Мгц быстродействие триггера в сильной степени зави­ сит от величины коллек­ торной емкости Ск и пас­ сивных элементов схемы. Поэтому неравенство

( I . 12) хотя и выполня- . ется, но не может слу­

жить основанием для выбора транзистора. Расчет величины F3an пр применительно к триггерам на транзисторах с ^ ^ 10 Мгц приве­ ден в [iO, 24].

4. Для-того чтобы другой транзистор находился в режиме на­ сыщения, величины сопротивлений Uк и Р1 должны удовлетворять требованиям:

такой, чтобы к концу самого короткого периода запускающих им­ пульсов все переходные процессы в цепи запуска закончились. Нормальным для триггера считается соотношение

Цепь запуска С~ Rf является нагрузкой триггерной ячейки. Поэтому величина сопротивления должна выбираться таким об­ разом, чтобы триггер нагружался не очень сильно. Для этого не­ обходимо потребовать выполнения неравенства

На этом расчет триггерной ячейки заканчивается.

По определенным параметрам схемы можно рассчитать следую­ щие основные рабочие характеристики триггера:

I . Амплитуду импульса на выходе:

2. Длительность фронтов импульса, которые важно знать для определения быстродействия электронного коммутатора:

3. Параметры необходимых запускающих сигналов: