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

Таким образом, коэффициент деления частоты повторений

эффициента деления может осуществляться изменением вели­ чин емкостей конденсаторов С/ и С2 и напряжения Uk (для чего ставятся переменные резисторы R1 или R2). Нестабиль­ ность амплитуды UBXm и порога отпирания лампы Ego приво­ дят к нестабильности коэффициента деления. Чем меньше ве­ личина последнего перепада АU^2‘l\ тем больше нестабиль­

ность. Поэтому желательно подобрать коэффициент деления А таким образом, чтобы при заданном коэффициенте деления от-

Достоинства делителя:

1 ) относительная простота;

2 ) большой диапазон изменения частоты повторения вход­ ных импульсов без изменения коэффициента деления. Если бы в промежутке между входными импульсами конденсатор С2 не разряжался, коэффициент деления вообще не зависел от частоты. Фактически разряд конденсатора происходит, и при значительном уменьшении частоты коэффициент деления уве­ личивается;

4 2 5

3)вследствие слабой зависимости коэффициента деления от частоты его максимальная величина достаточно велика (по­ рядка 1 0 );

4)при отсутствии входных сигналов импульсы на выходе также отсутствуют.

Основным недостатком устройства является зависимость коэффициента деления от амплитуды входных сигналов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Поясните, как изменяется коэффициент деления в дели­ теле на ждущем мультивибраторе (рис. 14.2) при изменении

Си R6.

2.Поясните, как изменяется коэффициент деления в де­ лителе с накопительной ячейкой (рис. 14.4) при изменении С/;

С2RI- R2.

3.Как изменится коэффициент деления в делителе (рис. 14.2) при уменьшении частоты входных импульсов.

§14.3. ДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ ПРИ ПОМОЩИ ТРИГГЕРОВ

Вкачестве делителя частоты применяется триггер со счет­ ным запуском (см. гл. 6 ). Условное изображение триггера со счетным запуском приведено на рис. 14.6. На выходе триггера

U $ЫХ.

включается дифференцирующая цепь CR. Временные диа­ граммы напряжений для триггера на транзисторах изображе-

426

ни на рис. 14.7. Предположим, что транзистор Т2л к которо­ му подключена дифференцирующая цепь, заперт н напряже­ ние на его коллекторе приблизительно равно — Ек (интервал О—/|). При подаче первого входного импульса (момент /і) триггер опрокидывается и напряжение на коллекторе транзис­ тора Т2 возрастает (момент /2)- При подаче второго входного импульса триггер вновь опрокидывается и напряжение на кол­ лекторе Т2 уменьшается до — Ек (момент /3).

Таким образом, с приходом каждого входного импульса происходит перепад напряжения на коллекторе. На выходе дифференцирующей цепи образуются выходные остроконечные импульсы. Период следования выходных импульсов одной по­ лярности Твых — 2Тих. Таким образом, триггер со счетным входом может быть использован как делитель с коэффициен­ том деления k = 2.

Достоинства делителя на триггере: 1 ) простота схемы;

427

Ü) независимость коэффициента деления от частоты вход­ ных импульсов. Наибольшая частота ограничивается быстро­ действием триггера, минимальная практически не ограничена:

3)высокая стабильность коэффициента деления;

4)отсутствие импульсов на выходе при отсутствии входных импульсов.

Недостатком схемы является возможность получения толь­ ко коэффициента деления к = 2. Существуют схемы многоста­ бильных триггеров, обладающих большим коэффициентом де­ ления, однако стабильность их работы ниже, чем триггера с двумя устойчивыми состояниями равновесия. Последователь­ ное соединение триггеров обеспечивает коэффициент деления к ~ 2 т, где т — число последовательно соединенных триггеров.

Рассмотрим способы получения при помощи триггеров ко­ эффициента деления к, не кратного двум.

Делители на триггерах с обратными связями

Определим коэффициент деления системы из m последова­ тельно соединенных триггеров, у которых импульс с выхода через линию задержки подается на вход. Рассмотрим случай т. = 2 (рис. 14.8). Пусть схемы триггеров выбраны таким обра-

Рис. 14.8

зом, что опрокидывание происходит при воздействии положи­ тельного импульса. На вход подаются короткие положитель­ ные входные импульсы с периодом повторения Тнх (рис. 14.9).

Первый импульс пройдет через логический элемент ИЛИ и вызовет опрокидывание первого и второго триггеров. Поло­ жительный импульс с выхода второй дифференцирующей цепи задерживается линией задержки навремя t3 и через элемент ИЛИ вновь подается на первый триггер, вызывая его опроки­ дывание. Второй триггер при этом не опрокидывается, так как импульс на его входе — отрицательный.

428

Второй входной импульс вновь вызывает опрокидывание обоих триггеров. Процессы опрокидывания триггеров проте­ кают аналогично описанным выше. Как видно из диаграмм (рис. 14.9), коэффициент деления частоты повторения входных импульсов /г => 3 (Г,,,^ = 37вх).

При последовательном соединении двух триггеров без об­ ратной связи /г= 22 = 4. Таким образом, введение обратной свя­ зи уменьшило коэффициент деления па единицу. Это объясня-

Рис. 14.9

ется тем, что импульс, который проходит через линию задерж­ ки с выхода делителя на его вход, вызывает дополнительное опрокидывание первого триггера. В общем случае при т триг­ герах с обратной связью (рис. 14.10) коэффициент деления частоты повторения определяется формулой

На упрощенных схемах элементы задержки и ИЛИ могут не показываться.

429

Рис. 14.10

ров, охваченных обратной связью, к.,—2 '"J — 1 и общий коэф­ фициент деления

к = А, к, = 2ті (2т * — 1) .

При более сложных видах связи может быть применен ме­ тод последовательного учета влияния обратных связей. Рас­ смотрим пример подачи обратной связи с одного выхода на несколько входов (рис. 14.12,а).

С!

І)

Рис. 14.11

Последовательным учетом обратных связей можно опреде­ лить коэффициент деления такой системы:

430

Часто используемый коэффициент деления k —10. Такой коэф­

фициент деления можно получить, если взять в делителе, изо­ браженном на рис, 14.12,

т х =*• т2 = 1 ; /п3 — 2 .

S)

S )

Рис. 14.12

Коэффициент деления делителей на триггерах можно из­ менять путем переключения обратных связей.

Кольцевые делители на триггерах

Кольцевые делители состоят из триггеров, соединенных в кольцо так, что с выхода одного триггера запускающий им-

431

пульс подается на вход соседнего, а с выхода последнего триг­ гера импульс подается на вход первого (рис. 14.13,а). Времен­ ные диаграммы изображены на рис. 14.13,6.

°)

Рис. 14.13

Рассмотрим работу кольцевого делителя. Входные импуль­ сы подаются на триггеры через элементы совпадения И, кото-

432

рыс пропускают импульсы только при подаче на них высокого потенциала с коллектора открытого транзистора. Перед нача­ лом работы специальным импульсом (цепь подачи этого им­ пульса на схеме не показана) счетчик устанавливается в такое положение, при котором потенциал открытого транзистора по­ дается только на один элемент И. На рис. 14.13, а — это вто­ рой триггер. (Нумерация триггеров — слева направо.) Все остальные триггеры устанавливаются в другое состояние рав­ новесия, при котором на элементы И подаются отрицательные потенциалы с коллекторов закрытых транзисторов. Триггеры опрокидываются только положительными входными импуль­ сами.

Входной импульс (момент t\) попадает только на второй триггер и вызывает его опрокидывание. Положительный пере­ пад на выходе этого триггера дифференцируется и, поступая на вход третьего триггера, вызывает его опрокидывание. Та­ ким образом, входной импульс вызывает опрокидывание вто­ рого и третьего триггеров.

Следующий импульс пройдет через элемент И на вход третьего триггера и вызовет опрокидывание первого и третье­ го триггеров (момент t2). Элемент задержки необходим для того, чтобы за время входного импульса напряжения на по­ тенциальных входах элементов И не изменились, так как это может привести к ложным срабатываниям триггеров.

Таким образом, каждый входной импульс вызывает пере­ мещение по кольцу такого состояния триггера, которое отпи­ рает элемент И. На выходе кольцевого делителя, как видно из временных диаграмм рис. 14.13,6, будут импульсы, частота ко­ торых в /е раз меньше частоты входных импульсов, причем ко­ эффициент деления k равен числу триггеров (в рассмотренном делителе k — 3).

Недостатком кольцевых делителей является значительно большее число триггеров, чем в рассмотренных выше делите­ лях с обратными связями, поэтому они применяются реже.

Отметим, что так как при работе происходит последова­ тельное перемещение определенного состояния триггера, то эта схема может использоваться в качестве электронного комму­ татора.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Постройте делители на триггерах с коэффициентами де­ ления 7; 20; 22.

2.Определите коэффициент деления делителей, изображен­ ных на рис. 14.14; 14.15.