Файл: Коган В.С. Телеграфия и основы передачи данных учебник.pdf

щий наличие 1 в двоичном числе, то триггер устанавливается в со­ стояние «1 », и это состояние хранится как угодно долго.

Схема симметричного триггера с управляемым счетным запус­ ком представлена на рис. 4.10а. Применение управляемого счет­ ного запуска вызвано тем, что при счетном запуске импульс за­ пуска поступает одновременно на оба транзистора, препятствуя-

правильному переходу схемы. Благодаря применению управляемо­ го запуска счетный запуск сводится к раздельному по двум входам. Рассмотрим работу схемы. Цепь управления запуском состоит из диодов Дл и Д2, а также из резисторов РД 1 и Rfl2. Диод Д 1 подклю­ чен параллельно переходу база—коллектор Ti, а диод Д2— парал­ лельно переходу база—коллектор Т2. Предположим, что в исход­ ном состоянии Ti насыщен, а Т2 находится в режиме отсечки. При этом диод Д 1 будет открыт, так как переход база—коллектор насы­ щенного транзистора включен в прямом направлении, а диод Д2 заперт отрицательным напряжением на коллекторе Т2. Импульс за­ пуска положительной полярности поступит на базу Ц через откры­ тый диод Д 1 и не попадет на базу так как диод Д2 заперт. Про­ изойдет переброс схемы, в результате чего сменится состояние транзисторов: теперь Т2 насыщен, a Ti находится в режиме отсечки. Следовательно, диод Д 1 заперт, а Д2 открыт. Следующий импульс запуска через диод Д2 попадет на базу Т2 и вызывает новый пере­ брос схемы. Таким образом триггер с-управляемым счетным запус­ ком меняет состояние от импульсов, подаваемых одновременно на оба входа схемы. Временная диаграмма работы триггера без учета переходных процессов показана на рис. 4.106, а его условное обо­ значение— на рис. 4.10е.

Триггер со счетным запуском применяется для операции сум­ мирования по модулю 2 , которая осуществляется но правилу:

0 ® 0 = 0

0 0 1 = 1

1 0 0 = 1

1 0 1 = 0.

87

Пусть состояние триггера в данный момент времени отобра­ жается первой цифрой равенств, приход импульса запуска — вто­ рой цифрой, а цифра после знака равенства говорит о состоянии триггера после прихода импульса запуска. Если триггер находится в состоянии «О», то с приходом импульса запуска он перебрасы­ вается в состояние «1 », если же он находится в состоянии «1 », то перебрасывается в состояние «О» (вторая и четвертая строки пра­ вила). Если же импульс запуска не приходит, триггер остается в прежнем состоянии (первая и третья строки правила).

Одновибратор с коллекторно-базовыми связями

Схема одновибратора дана на рис. 4.11а, временная диаграмма его работы — на рис. 4.116. Одновибратор может быть получен из триггера после замены резистора R2 на емкость С и подключения резистора R&2 к источнику 5)

реход из устойчивого в квазиустойчивое состояние осуще­ ствляется при воздействии импульса запуска. Находясь в квазиустойчивом состоянии, одновибратор генерирует импульс, дли­ тельность ta и амплитуда которого определяются элементами схе­ мы одновибратора, после чего возвращается в устойчивое состоя­ ние. Таким образом при подаче на вход одновибратора последо­ вательности запускающих импульсов одновибратор выдает серию импульсов, период следования которых Тп определяется периодом следования запускающих импульсов, а длительность и амплиту­ да — элементами схемы одновибратора.

Рассмотрим работу схемы. !В исходном устойчивом состоянии Ti заперт за счет источника Еб, а Т2 насыщен за счет протекания

88

зультате которого Ti переходит в режим насыщения, а Тг — в ре­ жим отсечки. При этом напряжение на выходе становится равным (0,8-н0,9) £ к, аналогично тому, как это было в триггере, и поддер­ живается постоянным в течение всего квазиустойчивого состояния. В возникшем состоянии режим насыщения Т4 поддерживается за счет высокого отрицательного потенциала на коллекторе Тг, а за­ пертое состояние Тг — за счет напряжения на емкости С, которая через насыщенный транзистор Ц включена между базой и эмитте­ ром Тг. Полярность напряжения на емкости С такова, что плюс подключен к базе, а минус — к эмиттеру Тг. В квазиустойчивом состоянии емкость С разряжается по цепи: сопротивление Rez, ис­ точник Ек, насыщенный транзистор Ti. Цепь разряда емкости по­ казана пунктиром на рис. 4.11а. Как только в процессе разряда напряжение на емкости станет равным нулю, Тг открывается и про­ исходит переброс одновибратора в исходное устойчивое состояние и напряжение на выходе становится снова равным нулю. Далее емкость С заряжается по цепи: +ЕК, переход база—эмиттер Тг, емкость С, резистор RKu —Ек. После окончания заряда емкости одновибратор готов к приему следующего импульса запуска. Та-

г

-61

6)

Пь

Рис. 4.12. Упрощенная схема измерения вибрации. телеграфного реле

89

ким образом во время нахождения в состоянии квазиуетойчивого

.равновесия однов-ибратор генерирует импульс прямоугольной фор­ мы, длительность которого определяется постоянной времени раз­

вариант) — и служит для измерения величины вибрации телеграф­ ного реле. На рис. 4.12а представлена упрощенная схема измере­ ния вибрации телеграфного реле прибором ПУТ-1, на рис. 4.126 — временные диаграммы работы схемы. Обмотки проверяемого реле подключаются к точкодавателю. С якоря реле сигнал поступает на дифференцирующий трансформатор, который выделяет фронты импульсов, возникающих при вибрации реле. Эти сигналы, вы­ прямленные диодами Д 1 и Дг, служат импульсами запуска однозибратора. Запуск в этой схеме отличается от показанного на рис. 4.11 и осуществляется отрицательными импульсами на базу запертого транзистора Ti. На выходе одновибратора образуются импульсы постоянной длительности и амплитуды, число которых равно количеству фронтов во входном сигнале. Нагрузкой одно­ вибратора является микроамперметр, измеряющий постоянную со­ ставляющую выходного сигнала. При появлении вибрации (дре­ безга) количество фронтов возрас­ тает, постоянная составляющая то­ ка увеличивается и стрелка микро­ амперметра переходит в сектор шкалы «дребезг».

Мультивибратор с коллекторно­ базовыми связями

Схема мультивибратора пока­ зана на рис. 4.,13а, а временная диа­ грамма его работы — на рис. 4.136. Мультивибратор имеет два квазиустойчивых состояния и вырабаты-

о)

Рис. 4.13. Мультивибратор с коллекторно-базовыми связями

вает периодическую последовательность импульсов почти прямо­ угольной формы. Работа мультивибратора в каждом из квазиустойчивых состояний аналогична описанной выше работе одновиб-

00

ратора. Период повторения импульсов Тп определяется суммой

постоянных времен С^бг и С^бь а длительность импульса /и — какой-либо из этих постоянных времени. Таким образом мульти­ вибратор является генератором с самовозбуждением; период пов­ торения и длительность генерируемых им импульсов зависит от элементов схемы.

4.6. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ

Делитель частоты следования импульсов в 2" раз

Делитель частоты следования импульсов в 2 раза 'представляет собой триггер со счетным входом (рис. 4.14а). На выход триггера включается дифференцирующая цепочка Сд и Дд. С приходом каж­ дого импульса запуска триг­

4.146.

Если соединить последовательно п триггеров со счетным вхо­ дом и для запуска каждого последующего триггера использовать импульсы с выхода 'предыдущего триггера, то получится делитель частоты следования импульсов в 2П раз. В этом случае роль диф­ ференцирующей цепи выполняют элементы схемы запуска каж-

91

дого триггера. Функциональная схема делителя частоты в 2" раз представлена на рис. 4.15. В такой схеме при большом и задержка выходного сигнала относительно входного может быть недопусти-

Рис. 4.15. Функциональная схема делителя частоты сле­ дования импульсов в 2" раз

мо велика. В этом случае применяют более сложные схемы дели­ телей с использованием логических схем, управляющих работой делителя.

Регистры

Регистром называется устройство, предназначенное для запо- ' минания и преобразования двоичных сигналов, т. е. сигналов, при­ нимающих два значения 0 и 1. Регистр для запоминания «-разряд­ ного двоичного числа состоит из и триггеров с раздельным запус­ ком, рис. 4.16. Перед началом работы импульсом Уст. «О» все триг-

Код числа

Рис. 4.16. Функциональная схема регистра

геры устанавливаются в состояние «О». При записи двоичного числа импульсов Запись открываются схемы записи, и если в неко­ тором разряде числа есть 1 , то на вход соответствующего триггера поступает импульс, который перебрасывает его в состояние «1 ». На те триггеры, которые соответствуют разрядам числа, содержа­ щим 0, импульс не поступает, и они остаются в состоянии «О». Та­ ким образом, состояние триггеров регистра указывает на то число, которое записано в нем. При необходимости считывания числа, записанного в регистре импульсом Считывание, открываются схе­ мы И считывания, и на их выходе появляются импульсы, обозна­

92

Регистр сдвига, схема которого изображена на рис. 4.17а при разомкнутом положении ключа К, представляет собой п триггеров с раздельным запуском по двум входам. Основной выход каждого триггера через линию задержки соединен с входом Уст.«4» сле­ дующего триггера. На вход Уст.«0» подаются тактовые импульсы.

да в параллельный и наоборот.

Рис. 4.17. Регистр сдвига:

а) функциональная схема; б) диаграмма изменения напряжения при ра­ боте регистра в качестве циркулятора

Рассмотрим работу регистра. Пусть в нем записано число 0101, для чего требуется четыре триггера, как показано на рис. 4.17а. При этом на выходах Tt и Т3 имеются высокие, а на выходах Т2 и Т4 — низкие потенциалы. Первым импульсом сдвига все триггеры устанавливаются в нулевое состояние, однако Т2 и Т4 были в этом состоянии, поэтому на их выходах сигналов не образуется, Ti и Тз перебрасываются из состояния «1 » в «0 » и на их выходах появля­ ются импульсы (продифференцированные перепады напряжения) положительной полярности. Эти импульсы через соответствующие линии задержки поступают на входы Уст.«1». Т2 и Т4 и устанавли­ вают их в состояние «1». Наличие линии задержки ЛЗ вызвано необходимостью задержки импульсов Уст.«1» относительно такто­ вых импульсов для того, чтобы не допустить их одновременного

оказалось сдвинутым на один разряд вправо. Следующий импульс сдвига вызовет сдвиг числа 1 0 1 0 еще на один разряд вправо и т. д. Поскольку в рассматриваемом примере число триггеров ограни­ чено, младшие разряды числа выходят из регистра, а на место старших записываются нули. После четвертого импульса сдвига все число оказывается выведенным из регистра и в нем записана комбинация 0000. Аналогичным образом можно вводить некото­ рое число в регистр из внешнего устройства, последовательно по­ давая на вход Ует.«1» первого триггера разряды этого числа, на­ чиная с младшего. В результате после подачи п импульсов сдвига

9 3 .