Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

К моменту следующего запуска конденсаторы Сі и С2 должны успеть полностью перезарядиться, диод Д\ окажется при этом за­ пертым, а диод Д 2 — открытым. Поэтому следующий импульс пройдет через диод Д 2 и вызовет опрокидывание схемы.

Рассмотрим другой вариант схемы запуска, изображенный на рис. 4.106. В этой схеме оба диода в исходном состоянии заперты, но разница в обратных напряжениях на них сравнительно неболь­ шая (ома определяется различием напряжений «еі и ив2). Пусть, к примеру, транзистор Т\ в исходном состоянии насыщен и напря­

и опрокидывание ее может начаться только после окончания этого импульса. Поэтому процесс опрокидывания происходит не под действием входного импульса, как во всех предыдущих схемах за­ пуска, а только в результате электрической асимметрии схемы и, следовательно, есть опасность того, что триггер не опрокинется.

Можно показать, что если конденсатор С' не успевает заря­

Т2 первым и это приведет к опрокидыванию схемы. Таким обра­ зом, конденсаторы С и С" в этой схеме должны иметь большую емкость, чтобы напряжения на них не успели существенно изме­ ниться за время действия входного импульса. Эти емкости «запо­ минают-» на время действия входного импульса те напряжения, которые были на них до запуска, поэтому в такой схеме их назы­ вают «запоминающими».

Увеличение емкостей конденсаторов С' и С" в схеме рис. 4.106 по сравнению со схемой рис. 4.10« приводит к снижению разре­ шающей способности триггера. Схема запуска рис. 4.106 (полу­ чившая одно время широкое распространение) в настоящее время почти не применяется, так как уступает схеме рис. 4.10а по на­ дежности работы и быстродействию.

Подача входного импульса только на базу открытого транзи­ стора осуществляется благодаря использованию в схеме рис. 4.10« резисторно-диодных управляемых вентилей, т. е. схем типа И.

262

в условиях, характерных для раздельного запуска (запускающий импульс подается только на базу открытого транзистора). По­ этому схемы запуска типа рис. 4.10а называются иногда схемами управляемого счетного запуска.

Следует отметить возможность применения и других типов управляемых вентилей, например диодно-трансформаторных; в ин­ тегральных триггерах цепи управления строятся на тех же клю­ чах, что и собственно триггер.

Схемы общего запуска на коллекторы

Принцип действия схемы, приведенной на рис. 4.11, тот же са­ мый, что и в схеме рис. 4.10а. При запертом транзисторе Т\ и на­

***—Е М (R + Дкі). Положительный входной им­

пульс отпирает только диод Ді и действует затем на триггер так же, как в схеме рис. 4.9 а. При этом за­ ряд конденсатора С2 (а следователь­ но, и увеличение коллекторного на­

торы Сі и С2 выполняют в этой схеме роль элементов задержки или «памяти» и, следовательно, должны иметь большую емкость, чем в схеме рис. 4.9 а. Так как время действия входного перепада напря­ жения определяется постоянной времени C3 Rь то при C3 Rt < C2 RKZ диод Д 2 останется запертым.

Схема триггера с таким запуском обладает меньшей чувстви­ тельностью, чем схема рис. 4.10а (см. выше соображения о чув­ ствительности схемы рис. 4.9а). По остальным параметрам триг­ геры рис. 4.10а и 4.11 практически равноценны.

4.5.3. РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ. ЗАПУСКА

При расчете схемы запуска (рассмотрим для определенности схему рис. 4.8а) будемсчитать известными все элементы триггера (характеристики транзисторов, сопротивления RK, R и Re, емкости конденсаторов С3 = Сі) и минимальный период следования входных импульсов Гпхмпн. Расчету подлежат параметры входного импульса — амплитуда и длительность — и параметры входной цепи Сі = Сг, R\ = Ri и напряжение £і.

Рассмотрим запуск триггера при длительности периода Гпх входных им­ пульсов, близких к разрешающему времени іыап. В этом случае через диод цепи

263

запуска вовремя опрокидывания триггера должен проходить импульс тока достаточно большой амплитуды / Пх — порядка величины тока насыщения / кп = = EK/RK- Под действием его избыточный заряд в базе насыщенного транзистора рассасывается и затем увеличивается его коллекторное напряжение, после чего отпирается запертый транзистор триггера и восстанавливается действие поло­ жительной обратной связи.

Длительность входного импульса выбирается так, чтобы она была доста­ точна для полного запирания насыщенного транзистора без учета действия положительной обратной связи.

Такой выбор объясняется следующими соображениями. Опрокидывание триггера может произойти и при меньшей длительности импульса; однако тогда входной импульс должен закончиться не раньше, чем начнется действие поло­ жительной обратной связи. К то­ му же во многих случаях длитель­ ность действия обратной связи на­ много меньше длительности про­ цесса рассасывания, и поэтому к стабильности длительности вход­ ного импульса пришлось бы предъ­ явить в этом случае очень жесткие требования. Кроме того, если не учитывать действие обратной свя­ зи при расчете схемы запуска, то такая схема только приведет к по-, вышеншо надежности срабатыва­ ния триггера при небольших раз­

бросах параметров схемы. Учитывая, что запуск тригге­

ра производится «сильным» сигна­ лом, сравнительно легко (при по­ мощи метода заряда) вычислить заряд, который пройдет в про­ цессе запуска через цепь запуска триггера, и, зная этот заряд, легко рассчитать затем все элементы цепи запуска.

Учтем, что до запуска триг­ гер находится в статическом ре­ жиме, при котором базовый ток

Предположим, что запуск триггера производится от генератора ег с ампли­ тудой перепада напряжения Umr и внутренним сопротивлением Rr (рис. 4.12). Пусть этот генератор соединен со входом еі схемы рис. 4.8а. Так как действие положительной обратной связи, в триггере учитываться не будет, то транзистор Tj следует считать запертым в течение всего времени запирания первого тран­ зистора <3ап. Поэтому действие на транзистор Ті всех элементов, кроме цепи

запуска, можно заменить действием генератора постоянного тока /g. Роль цепи запуска сводится, таким образом, к запиранию Ті, несмотря на отпирающее действие генератора тока І 61.

264

суммы сопротивления Ral открытого диода Д і и входного сопротивления Ran ті

открытого транзистора Ті), то

(

Так как і6 (/) = /g — гд1 (/) и гд1 (/) при t -> оо стремится к нулю, то ток і6 (I)

будет стремиться к величине /д (рис. 4.126).

Подставив сюда значение Д П (0 , получим

можно запереть транзистор с большим начальным зарядом в базе Qo или при этом же Qo можно уменьшить амплитуду Umr, но тогда запирание транзистора будет продолжаться дольше. Однако увеличение коэффициента а при > Твх происходит сравнительно медленно. Поэтому при расчете цепи запуска удобно

4.6. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ТРИГГЕРЫ НА ТРАНЗИСТОРАХ (ТРИГГЕРЫ С ЭМИТТЕРНОЙ СВЯЗЬЮ)

4.6.1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Вимпульсной технике для формирования напряжения прямо­ угольной формы и в качестве порогового (или сравнивающего) устройства широко применяются несимметричные триггеры. К ним

265

относятся триггеры с эмиттерной связью на транзисторах (и с ка­ тодной связью на лампах); они обладают более высоким входным сопротивлением, большей нагрузочной способностью и некоторыми другими преимуществами по сравнению с симметричными триг­

герами.

Схема триггера с эмиттерной связью (рис. 4.13) отличается от схемы симметричного триггера прежде всего тем, что одна кол­ лекторно-базовая цепь связи R, ко заменена связью, образуемой общим эмиттерным сопро­ тивлением Ra. В результате коллектор транзистора Tz оказывается не связанным непосредственно с элемента­ ми цепи обратной связи, и поэтому при подключении нагрузки к коллектору Т2 она практически не влияет на работу триггера; кроме того, можно ожидать полу­ чения большей крутизны фронтов выходных перепа­ дов напряжения. С другой стороны, база транзистора

Ті также «изолирована» от элементов цепей обратной связи и поэтому служит наиболее удобной точкой подачи входного управ­ ляющего напряжения e(t).

триггера из одного состояния в другое осуществляется скачком каждый раз, когда управляющее напряжение е(і) достигает по­ роговых уровней срабатывания еі или е0. Если, например, в исход­ ном состоянии транзистор Т\ заперт, Т2 насыщен, то при e(t) — eі транзистор Т1 отпирается, восстанавливается петля положитель­ ной обратной связи и возникает регенеративный лавинообразный процесс, который завершается запиранием транзистора Т2.

Через резистор R3 осуществляется не только положительная обратная связь Т2 с Ти но и отрицательная обратная связь по току в каскаде транзистора 7Y Однако в процессе опрокидывания определяющей является положительная обратная связь. Действи­ тельно, в процессе опрокидывания, когда оба транзистора от­ крыты, ток ід в резисторе RB равен сумме токов гэі и із 2 эмиттеров

жиме с коэффициентом усиления по току, много большим единицы;

2 6 6