Электронные ключи. Параметры и характеристики.

Электронными ключами наз. схемы, предназначенные для замыкания или размыкания эл. цепей под действием внешних управляющих сигналов. В бесконтактных Эл. ключах используются нелинейные активные элементы: полупроводниковые диоды, биполярные и полевые транзисторы, тиристоры. Эл. ключи обладают большим быстродействием и надежностью. В зависимости от назначения ключевые схемы бывают: цифровые и аналоговые. Цифровые ключи исп. в устройствах вычислительной техники, цифр. связи дискретной автоматики. Аналог. ключи исп. в аналогово-цифр. преобразователях, в устройствах измерения и управления. Эл. ключи опис. передаточной хар-кой, определ. зависимость выходного напряжения от входного - см рис. Цифрой 1 обозначена хар-ка интвертирующих схем, у котор. низким вх. напряжением соот. высокие выходные, а цифрой 2 –хар-ки неинвертирующих схем, у котор. низким вых. напряж. соотв. низкие вых. В транзисторном ключе 2а его устойчивых состояния -разомкнутое и замкнутое соотв. пологим участкам (точки А и В). В т.А ключ разомкнут и на нем падает большое напряжение, а в т.В ключ замкнут и падение напряжения на нем близко к нулю. Форма передаточной хар-ки. между точками А и В несущественна, если она и меняется, то вых. сигналы остаются практически неизменными. Это значит, что ключи мало чувствительны к разбросу параметров, к их температурной зав-ти, к изменению параметров во времени, к внешним электромагнитным помехам и собственным шумам. В усилит. каскадах исп. линейный участок переаточной хар-ки между т. А и В. Вход. и выходные сигналы могут принимать любые знач. в пределах этого участка и связаны между собой зависимостью . Очевидно, что любая деформация на участке АВ будет отражаться на указанной зав-ти и на работе схемы. Усилительный каскад чувствителен к разбросу параметров, к их температурному и временному дрейфам, к шумам и наводкам.

 

 

Триггерная ячейка.

Основу триггеров составляют простейшие запоминающие ячейки, представляющие собой симметричную структуру из двух логических элементов ИЛИ-НЕ либо И-НЕ, охваченных перекрёстной обратной связью:

// (В дальнейшем в шпоре Q c черточкой = Q1)

Ячейки могут находиться в двух устойчивых состояниях: 1 и 0. Состоянию 1 соответствует единичный сигнал на выходе Q, состоянию 0 соответствует единичный сигнал на выходе Q1.

Вход, по которому ячейка устанавливается в состояние 1, обозначается буквой S, а в состоянии 0 – буквой R.

Когда на обоих информационных кодах существуют логические нули (S=R=0), сигналы на выходе могут иметь одно из двух сочетаний: Q=1, Q1=0 либо Q=0, Q1=1, так как каждый логический элемент ИЛИ-НЕ инвертирует входные сигналы, а переключающим сигналом служит единица. Допустим, что Q=1. Этот сигнал, действуя на входе нижнего элемента создаёт на его выходе Q1=0. В свою очередь, на входах верхнего элемента два нулевых сигнала – со входа R и с выхода Q1, обеспечивает Q=1. Состояние это устойчивое.

Если на один из входов подать единичный сигнал, сохраняя нулевой на другом, триггер примет состояние, которое однозначно определяется входной информацией. При входных сигналах S=1, R=0 триггер принимает единичное состояние Q=1, Q1=0, а при S=0, R=1 – нулевое: Q=0, Q1=1. При появлении управляющего сигнала на одном из входов происходит либо опрокидывание триггера, либо подтверждение существующего состояния, если оно совпадает с требуемым.

Если одновременно подать переключающие сигналы на оба входа (S=R=1), на обоих выходах появятся логические нули (Q=Q1=0) и устройство утратит свойства триггера. Поэтому комбинацию S=R=1 называют неопределённой (н/о).

Переход от неопределённой комбинации к нейтральной (S=R=0) называют запрещенной комбинацией, так как состояние выходов при этом восстанавливается, но с равной вероятностью оно может стать единичным, так и нулевым, т.е. ведёт к непредсказуемому поведению триггера.

Триггер, который переключается сигналами логической единицы, т.е. на логических элементах ИЛИ-НЕ, называют триггером с прямым управлением (RS-триггер).

Триггер, который переключается сигналами логического нуля, т.е. на логических элементах И-НЕ, называют триггером с инверсными входами ( -триггер). Для такого триггера неопределённая комбинация (н/о): S=R=0.