Файл: Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник.pdf

Необходимо отметить, что, применяя различные способы уменьшения длительности t~ для повышения быстродействия,

этому величина оптимальной емкости в таких триггерах боль­ ше, чем в основной схеме (рис. 6.1).

Способы уменьшения времени рассасывания t^, подготовки /п и регенерации /рсг

тельно входного сигнала. Как следует из временных диаграмм рис. 6.5, ж и и, запаздывание фронта на коллекторе запираю­

Е,

Для уменьшения времени подготовки напряжение па базе запертого транзистора должно быть по возможности малым. Однако его величина должна быть достаточной для надежно­ го запирания транзистора.

Эффективным способом уменьшения времени рассасывания является применение ненасыщенного триггера (рис. 6.9), со­ стоящего из ключей с нелинейной отрицательной обратной сьязыо (см. гл. 1). В таких ключах отсутствует насыщение, по­ этому время рассасывания t v в ненасыщенном триггере равно нулю.

В заключение отметим, что применение высокочастотных транзисторов приводит к уменьшению всех этапов опрокиды­ вания и повышает быстродействие. При этом, однако, возрас­ тает влияние коллекторной емкости Ск и быстродействие ока. зывается меньше, чем это следует из формулы (6.10).

ВОПРОСЫ для САМОКОНТРОЛЯ

1. Определите длительность процесса разряда ускоряюще­ го конденсатора в триггере, изображенном на рис. 6.6.

2. Выведите формулу для расчета t~ в триггере с фиксиру­ ющими диодами (рис. 6.7).

3. Поясните работу ненасыщенного триггера (рис. 6.9).

230

I 6.6. СЧЕТНЫЙ ЗАПУСК ТРИГГЕРА

При счетном запуске триггер запускается импульсами од­ ной полярности, снимаемыми с выхода одного генератора. Та­ кой запуск используется в триггерных счетчиках импульсов (см. гл. 14), откуда и происходит название запуска.

Рассмотрим основные варианты триггеров со счетным за­ пуском.

Триггер с общим базовым запуском

При этом запуске импульсы одной полярности подаются од­ новременно на базы обоих транзисторов (рис. 6.10).

Диоды Д1 и Д2 являются коммутирующими — они отклю­ чают генератор запускающих импульсов от триггера после

241

■окончания входного импульса. Диод ДЯ является фиксирую­ щим, Ср Rp — разделительная цепь. Предположим, что до по­ дачи запускающего импульса триггер находился в следующем устойчивом состоянии: 77 — открыт, Т2 — заперт. При этом ускоряющий конденсатор С7, подключенный к коллектору 77, практически разряжен и можно считать Ь’сю ~ 0. Конденсатор С2 подключен к коллектору закрытого транзистора Т2 и заря­ жен до напряжения ТУсго, близкого по величине к Е к. Оба

импульса диоды Д1 и Д2 отпираются и импульс поступает на базы обоих транзисторов. Транзистор Т2 остается запертым, а транзистор 77 выходит из режима насыщения и запирается. После запирания транзистора Т1 емкость СІ оказывается под­ ключенной к коллектору запирающегося транзистора и заря­ жается от источника - Ек через RKl. генератор запускающих импульсов и диод Д2. После окончания запускающего импуль­ са диоды Д1 и Д2 запираются и под влиянием источников Ек и Ей через базы транзисторов пойдут токи:

где Uri — напряжение, до которого зарядился конденсатор СІ во время действия запускающего импульса.

Так как Uc\ < Т /с20, го /Л, > /б|, и, следовательно, процесс отпирания транзистора Т2 протекает энергичнее, чем транзис­ тора 77, нарастающий потенциал на коллекторе Т2 увеличива­ ет напряжение на базе 77, что приводит к запиранию 77. Та­ ким образом, в результате воздействия запускающего импуль­ са происходит опрокидывание триггера: транзистор 77 запира­ ется, а транзистор Т2 — отпирается.

Как видно из описания работы схемы, асимметрию тригге­ ра, обеспечивающую процесс опрокидывания, создают заря­ женные до разных напряжений ускоряющие конденсаторы. Они как бы «запоминают» состояние триггера до запуска и, следовательно, выполняют функцию запоминающих элемен­ тов. Чем больше напряжение, на которое заряжается ускоря­ ющий конденсатор за время действия импульса UCi. тем мень­ ше разница в токах гб2 и ібг При этом снижается быстродей­ ствие триггера, а при (Ja ~ С'с2о триггер может вообще не опрокинуться.

232

как величины ускоряющих емкостей отличаются от оптималь­ ных и опрокидывание начинается только после окончания за­ пускающего импульса, то быстродействие схемы с общим за­ пуском примерно в два раза меньше быстродействия при раз­ дельном запуске:

/\,ам ^(0,2 п .3 )/. . (6.13)

Снижение быстродействия и надежности срабатывания яв­ ляется существенным недостатком общего базового запуска.

Триггер с управляемым счетным запуском

Недостатки общего запуска в значительной мере устраня­ ются применением управляемого счетного запуска. При таком запуске на входе триггера ставится коммутатор (обычно схе­ ма совпадения), управляемая коллекторным напряжением.

В качестве примера рассмотрим схему, изображенную на рис. 6.11. В отличие от триггера с общим запуском (рис. 6.10) на диоды подается напряжение не от источника £ см, а с коллек­ торов соответствующих транзисторов. Пусть транзистор ТІ открыт, Т2 заперт. Тогда диод Д1 находится в состоянии, близ­ ком к отпиранию (так как на его анод с коллектора ТІ подает­ ся напряжение, близкое к нулю), а диод Д2 заперт, так как на его анод с коллектора Т2 подается напряжение, близкое к —Ек. При подаче положительного входного импульса с амплитудой, меньшей чем £ к, диод Д1 откроется, а Д2 останется закры­ тым. Поэтому импульс запуска поступает только на базу от­ крытого транзистора и процессы будут протекать как при раз­ дельном запуске. В результате опрокидывания триггера тран­ зистор ТІ закроется, а Т2 откроется. Если бы при этом сразу открылся диод Д2, то при наличии входного сигнала произо­

шло бы повторное срабатывание. Для того чтобы этого не про­ изошло, напряжение с коллекторов на диоды подается через интегрирующие цепи С,Ди1 и

Таким образом, изменение напряжений на диодах произой­ дет с запаздыванием по отношению к изменению напряжений на коллекторах.

233

Постоянная времени интегрирующей цепи выбирается та­ кой, чтобы время запаздывания было больше длительности входного импульса. В этом случае ложного срабатывания не произойдет.

Управляемый счетный запуск превосходит по надежности и быстродействию общий запуск, в связи с чем в современной радиоаппаратуре получил широкое применение.

Триггер с коллекторным запуском

Схема триггера с коллекторным запуском приведена на рис. 6.12. На аноды обоих диодов через резистор Rp подается потенциал -- Ек. Если до подачи входного импульса транзис­ тор 77 открыт, а Т2 заперт, то диод Д1 заперт (на его катоде потенциал, близкий к нулю), а диод Д2 — на границе отпира­ ния (на его катоде потенциал, близкий к — ZfK). Положитель­ ный запускающий импульс через открытый диод Д2 и ускоря­ ющий конденсатор С2 подается на базу открытого транзисто­

234

ра Т1 н вызывает опрокидывание. Диод Д1 при этом остается закрытым и не пропускает запускающий импульс на базу за­ пертого транзистора Т2.

Таким образом, коллекторный запуск представляет собой фактически управляемый запуск. Интегрирующая цепь, необ­ ходимая для предотвращения повторного запуска, образуется резистором RK и ускоряющим конденсатором. Так как при та­ ком запуске запускающий импульс подается на базу транзис­ тора не непосредственно, а через ускоряющий конденсатор, то быстродействие триггера и его чувствительность к запускаю­ щему импульсу меньше, чем при базовом запуске.

ВОПРОСЫ для САМОКОНТРОЛЯ

1.Нарисуйте временные диаграммы напряжений на коллек­ торах и базах транзисторов триггера с общим базовым запус­ ком.

2.Нарисуйте временные диаграммы напряжений на кол­ лекторах и базах транзисторов триггера с управляемым за­ пуском.

3.В триггере с коллекторным запуском величины емкостей ускоряющих конденсаторов выбираются большими, чем в триггере с управляемым запуском на базы. Поясните, почему так делается.

235

§ fi.7. В А Р И А Н Т Ы С Х Е М С И М М Е Т Р И Ч Н Ы Х Т Р И Г Г Е Р О В Н А Т Р А Н З И С Т О Р А Х

Триггер с автоматическим смещением

В такой схеме (рис. 6.13) в качестве источника смещения используется напряжение на резисторе созданное током эмиттера открытого транзистора. Расчетные формулы для это­

го триггера аналогичны формулам для схемы триггера с внеш­ ним источником смещения, если в них заменить

(Эти формулы легко получить, полагая, что транзистор в ре­ жиме насыщения стянут в потенциальную точку.)

Конденсатор Сэ является блокировочным. Его емкость вы­ бирается такой величины, чтобы за время опрокидывания на­ пряжение Еч не изменялось.

Достоинством этой схемы является отсутствие источника смещения.

236