Файл: Виглин, С. И. Генераторы импульсов автоматических устройств учеб. пособие.pdf

§ 18.3. ТРИГГЕР С Р А З Д Е Л Ь Н Ы М И В Х О Д А М И

Применение триггеров

Как видно из временных графиков (рис. 1&.7), при подаче не­ прерывного управляющего напряжения и у п р на коллекторе тран­ зистора Т2 образуются прямоугольные импульсы, длительность которых зависит от величины порогов U„\ и Uni- Значит, триггер может использоваться для преобразования, непрерывного напря­ жения в прямоугольные имлульсы, т. е. выполнять роль ограни­ чителя амплитуды. При этом фронт и спад импульсов на выходе гораздо меньше, чем в обычном ограничителе, ибо они определя­ ются длительностью лавинообразного процесса.

Триггер также находит применение в качестве фиксатора уров­ ня. Так как в моменты t\ и U имеет место перепад напряжений, то, подав прямоугольный импульс с коллектора транзистора Т2 на укорачивающую цепь, на выходе этой цепи получим короткие им­ пульсы, фиксирующие моменты времени, когда управляющее на­ пряжение достигает заданных уровней Оп\ и Un2.

Для указанных целей может использоваться как симметрич­ ный, так и несимметричный триггер. Однако симметричный триг­ гер имеет и другие применения, связанные с тем, что его пороги срабатывания и Un2 имеют разные знаки. Он используется в автоматике и вычислительной технике как запоминающее устрой­ ство, как счетчик числа импульсов, а также для выполнения ариф­ метических и логических операций и для деления частоты.

Чтобы познакомиться с указанным применением симметричной схемы, рассмотрим воздействие на триггер коротких импульсов. Задача, которая ставится при управлении импульсами, заключает­ ся в том, чтобы в результате воздействия импульса той или иной

пусть на базу транзистора Г] поступает отрицательный импульс (рис. 18.10). Если его амплитуда больше |с7ш|, то на фронте в момент t\ произойдет переход схемы из одного устойчивого состо­ яния в другое, но затем на спаде в момент t%, когда управляющее напряжение станет меньше (по абсолютной величине), чем |сУП2|, схема вновь вернется в исходное состояние А. При действии по­ ложительного импульса состояние схемы вообще не меняется. Та­ ким образом, независимо от полярности управляющих импульсов

чивых состояния А и В (рис. 18.11), поэтому импульсы на него воздействуют иначе. Если триггер первоначально установлен в со­

182

воздействия положительного импульса в момент h переходит в состояние А и также сохраняет его. Эти состояния не меняются при повторном действии импульсов в моменты t2 или U. Таким

<J«2 U«2

1

1л

1 Г

1 г

cv.

М-

Рис. 18.10. Воздействие импульса на несимметричный триггер.

образом, в симметричном триггере всегда устанавливается опре­ деленное состояние А или В в результате воздействия импульсов той или иной полярности, из-за чего этот триггер используется как

или /. Например, будем считать, что установка триггера в состоя­ ние А означает запись единицы, а в состояние В — запись нуля. Так как гораздо удобнее подавать импульсы установки 0 или 1 по различным каналам, то на практике в качестве запоминающего устройства используют симметричный триггер с раздельными вхо­ дами (рис. 18.12).

положительными импульсами надежнее, чем отрицательными, так как первые дополнительно усиливаются соответствующими тран­ зисторами. Диоды Д{ и Д2 — разделительные, они обеспечивают

183

процесс перехода триггера из одного состояния в другое. Их дей­ ствие рассматривается ниже.

Временные графики, поясняющие процессы в схеме, приведены

Рис. 18.11. Воздействие 'импульсов на симметричный триггер.

процессы, описанные для положительного полупериода синусо­ идального напряжения. Транзистор Т\ запирается, транзистор Т2 отпирается, и схема переходит в состояние 1. При действии поло­ жительного импульса на базе транзистора Т2 (установка 0), ко­ торый усиливается этим транзистором и поступает на базу тран­ зистора Ti в отрицательной полярности, происходят такие же про­ цессы, как при действии отрицательного полупериода синусоидаль­ ного напряжения. Транзистор Т\ отпирается, а транзистор Т2 за­ пирается. После воздействия очередного импульса установки 0 или 1 триггер сохраняет данное состояние как угодно долго.

Считывание (съем) записанной информации осуществляется в схеме (рис. 18.12) при помощи сигнальной лампы Я, подключен­

184

Рис. 18.12. Схема триггера с раздельными входами.

t

Ь

в'- ж-

t

L. г

Рис. 18.13. Форма напряжений в триггере с раздельными входами.

185

жигания лампы Н, и она погашена. В состоянии / транзистор Т2 открыт, его коллекторный ток 1к2 создает на сопротивлении /?к 2 большое напряжение 1К2#«2, достаточное для зажигания ламтты Я. Возможны и другие способы съема информации, которые здесь не рассматриваются.

Расчет устойчивых состояний триггера

Триггер с коллекторно-базовыми связями представляет собою разновидность мультивибратора. Поэтому режим транзисторов, их рабочая точка выбирается, как указано в § 16.5. Особенность рас­ чета симметричного триггера заключается в определении пара­ метров цепей связи, обеспечивающих оба устойчивых состояния при % П р = 0 . Для этого можно воспользоваться упрощенными схе­ мами, приведенными на рис. 18.5 и 18.6. Однако, поскольку напря­

запертого транзистора, найдем расчетные соотношения, рассмат­ ривая полные схемы цепей связи.

Изучим первое устойчивое состояние. Для открытого транзи­ стора Ту справедлива схема, показанная на рис. 18.14. Здесь свой­

теристикам транзистора Т\. Влияние запертого транзистора Т2 оп­

186

'свомакс i & ТаКЖе UKI МИН И Кк 2 ыакс. В соответствии с обозначениями,

принятыми на схеме (рис. 18.14), справедливы следующие уравне­ ния Кирхгофа:

Выражения, аналогичные (18.28), (18.32), (18.33) и (18.34), можно легко получить и для второго устойчивого состояния, изме­ нив соответствующие индексы. Полученные соотношения пригод­ ны для расчета устойчивых состояний как симметричного, так и несимметричного триггера.

187