Развитие электроники в России.

Классификация усилителей

Усилители различают:

1) по виду усиливаемого сигнала – усилители постоянного тока (УПТ), усилители гармонического и импульсного сигналов;

2) по виду усиливаемой величины – усилители напряжения, тока и мощности;

3) по диапазону усиливаемых частот – усилитель постоянного тока, усилители переменного тока подразделяются; усилители низких частот (УНЧ),усилители высоких частот (УВЧ), усилители СВЧ-диапазона, оптические усилители, широкополосные, узкополосные, избирательные усилители, усилители с управляемой полосой усиливаемых частот;

4) по виду соединения между каскадами в многокаскадных усилителях различают – усилители с гальванической, емкостной и трансформаторной связью. Связь по постоянному току обеспечивается только при наличии гальванической связи;

5) по виду нагрузки – усилители с активной, емкостной и индуктивной нагрузкой;

6) резонансные усилители (в процессе усиления используются резонансные системы);

7) по способу усиления – электронные, магнитные, электромашинные, оптические или квантовые, параметрические усилители.

 

4. Основные параметры усилителей.

Работа усилителя оценивается следующими параметрами:

1. Коэффициент усиления .

Иногда коэффициент усиления выражают в логарифмических единицах дБ.

Учитывая, что в устройствах автоматики и связи пределы изменения мощности, напряжения и тока достаточно велики (несколько порядков), то для упрощения расчетов вводится понятие «уровень» Различают абсолютные и относительные уровни. Абсолютные уровни определяются относительно одноименных величин принятых за единицу, Р_o, U₀, I₀.

В соответствие с международными соглашениями (МККТТ) принято Р₀ = 1 мВт, U₀ и I₀ определяются для заданного сопротивления, например, для R₀ = 600 Ом, I₀ = 1,29×10^-3 А, U₀ = 0,775 В., при этом Р₀ = I₀ U₀ = 1мВт.

Абсолютные уровни определяются как логарифм отношения,

А_P(дБ) = 10lg P/P₀, A_U(дБ) = 20 lg U/U₀, A_I(дБ) = 20 lg I/I₀.

Если Z_вх = Z_вых, то относительные уровни равны разности абсолютных.

Если Z_вх ≠ Z_вых, то относительные уровни определяются с учетом неравенства этих сопротивлений.

Важнейшими параметрами усилителя являются входное и выходное сопротивления, их значения должны учитываться при согласовании усилительного устройства, как с источником сигнала, так и с нагрузкой:

при R_н = const;

,

где напряжение и ток на выходе усилителя при подключенной нагрузке.

Часто интересуются только активными составляющими входных и выходных сопротивлений.

Общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя:

 

К₀ = К₁К₂К₃ … К_n;

К₀(дБ) = К₁(дБ) + К₂(дБ) + … + К_n(дБ),

 

где К₁, К₂, … К_n - коэффициенты усиления отдельных каскадов.

2. Выходная мощность усилителя - мощность, выделяемая на нагрузке с заданным коэффициентом нелинейных искажений усиливаемого сигнала.

3. Чувствительность усилителя – минимальное значение входного сигнала, при котором обеспечивается номинальное значение выходной мощности.

4. Амплитудная характеристика усилителя – зависимость К_U = f(U_вх) при f = const.

 

Рис. 4. Амплитудная характеристика усилителя

 

5. Динамический диапазон – отношение U_{вх max} к U_{вх min}:

 

.

 

Динамический диапазон обеспечивает работу усилителя на линейном участке амплитудной характеристики.

 

6. Частотная характеристика усилителя – К_U = F(f) при U_вх = const.

 

Рис. 5. Частотная характеристика усилителя

 

7. Диапазон усиливаемых частот – полоса частот Df = f_в – f_н, в пределах которой коэффициент усиления не выходит за заданные пределы. Как правило, диапазон частот определяется по уровню 3 дБ или в 1,41 раза.

8. Коэффициент частотных искажений:

 

 

9. Нелинейные искажения проявляются в том, что при усилении спектрально чистого синусоидального сигнала выходной сигнал не является синусоидальным. В выходном сигнале кроме основной гармоники, имеющей частоту входного сигнала, появляются высшие гармонические составляющие.

Для иллюстрации возникновения нелинейных искажений запишем квадратичную зависимость тока базы I_б от напряжения база – эмиттер U_б-э:

 

I_б = f(U_б) = А(U_б0 + U_вх)²,

 

где А – постоянный коэффициент, имеющий размерность проводимости.

 

; .

Таким образом, при аппроксимации входной характеристики квадратичной зависимостью на выходе появляются составляющие с удвоенной частотой входного сигнала. При наличии нелинейных искажений напряжение или ток первой гармоники является полезным сигналом, а все остальные составляющие – следствием нелинейных искажений.

10. Уровень нелинейных искажений пропорционален мощности высших гармонических составляющих и при усилении синусоидального сигнала оценивается или коэффициентом нелинейных искажений К_ни или коэффициентом гармоник К_г.

 

 

11. Линейные искажения (частотные) обусловлены зависимостью от частоты коэффициента усиления, реактивных составляющих схемы. Уровень линейных искажений не зависит от амплитуды сигнала, а зависит только от частоты. В общем случае:

.

 

На практике отдельно рассматривают модуль и аргумент коэффициента усиления (АЧХ и ФЧХ).

12. Фазовые искажения не влияют на спектральный состав и соотношение амплитуд гармонических составляющих сложного сигнала, но вызывают изменение формы сигнала из-за фазового сдвига отдельных гармонических составляющих сигнала.

Фазовые искажения в усилителе отсутствуют, когда фазовый сдвиг линейно зависит от частоты.

Частотные и фазовые искажения обусловлены одними и теми же причинами и проявляются одновременно. Большим частотным искажениям соответствуют большие фазовые и наоборот

 

 

5. Понятие о классах усиления

В зависимости от величины и знака напряжения смещения U_см и напряжения входного сигнала U_с существует несколько принципиально различных режимов работы усилителя, называемых классами.

Усилитель класса «АВ»

В этом режиме ток через транзистор протекает больше половины периода изменения входного сигнала. В этом случае U_см ³ U_бэ.При достаточно высоком КПД этот режим обеспечивает меньшие нелинейные искажения.

 

 

Токовое зеркало.

Токовое зеркало – это электронное устройство, выходной ток которого равен входному как по величине, так и по направлению (рис. 6). По существу является источником тока (управляемый током), коэффициент передачи которого, равен единице. Для нормальной работы токового зеркала необходимо, чтобы параметры транзисторов Т₁ и Т₂ были полностью идентичны.

Транзистор Т1 используется в диодном включении, т.к. U_кб = 0. Коллекторный и базовый токи связаны соотношением I_к = h₂₁I_б, кроме того U_б-э1 = U_б-э2, но при этом I_к1 = I_к2.

Для входного тока можно записать:

I_вх = I_к1 + I_б1 + I_б2 или , откуда .

Для современных транзисторов h₂₁ >> 1, поэтому I_к1 = I_вх = I_к2.

При h₂₁ = 50, d = 4 %. Если эта погрешность велика, то применяют более сложные схемы.

 

Суммирующий усилитель.

 

Предполагаем, что ОУ - идеальный, с бесконечно большим коэффициентом усиления.

 

Рис.15 Суммирующий усилитель

 

Найдем выходной сигнал усилителя U_вых, от воздействия каждого входного сигнала U_вх1, U_вх2, U_вх3, U_вх4 в предположении, что сигнал на всех других входных зажимах равен нулю. Результирующее напряжение (выходное) найдем как алгебраическую сумму от воздействия всех входных. Предположим, что на входных зажимах присутствует только U_вх1, а U_вх2 = U_вх3 = U_вх4 = 0. Разность потенциалов между точками а и b можно записать: , в то же время U₄ = U_b = 0, по условию, следовательно, U_a = 0 и потенциал инверсного входа равен нулю или потенциалу общей точки (земли). Инверсный вход, не имея соединения с общей точкой, имеет его потенциал, поэтому его называют потенциально заземленным или мнимо заземленным. Ток через входное сопротивление R₁ равен , т. к. U_а = 0. Поскольку мы рассматриваем идеальный усилитель, входы которого ток не потребляют, поэтому ток, текущий через R_ос = I₁, следовательно, U_вых = U_а - I₁Rос = -I₁R_ос. Выходное напряжение, определяемое воздействием U_вх1 равно .

Аналогично можно определить выходные напряжения от воздействия остальных входных напряжений U_вх2, U_вх3.

; .

 

При воздействии на вход ОУ только U_вх4, U_вх1 = U_вх2 = U_вх3 = 0, резисторы R₁ – R₃ включены параллельно между точкой а и общей точкой (землей), коэффициент усиления будет равен .

Суммарное выходное напряжение от воздействия всех входных будет равно: .

Если U_вх4 ® 0, то .

Вычитание сигналов можно обеспечить сложением с инвертированными входными сигналами.

Повторитель напряжения.

Подбором элементов цепи ОС можно обеспечить К_Uос = 1. Такой усилитель используется для согласования высокоомного источника сигнала с низкоомной нагрузкой.

 

 

Рис. 16 Повторитель напряжения

 

.

 

R_i = 10³ Ом.

 

.

 

Компараторы напряжения.

Компаратор – это специальная схема, предназначенная для сравнения двух входных напряжений U_вх1 и U_вх2, и получения выходного напряжения U_вых = U_mах, если U_вх1 > U_вх2, и U_вых = U_min, если U_вх1 < U_вх2, где U_min и U_max – два фиксированные значения выходного напряжения, определяемые источником питания

Обратная связь в компараторах, как правило, отсутствует, поэтому реализуется максимальный коэффициент усиления, достигающий нескольких десятков тысяч. Дифференциальное напряжение на входе компаратора, равное разности двух входных напряжений, при котором происходит переключение достаточно мало и составляет 0,1 – 3 мВ. Вследствие малого значения напряжения, при котором происходит переключение компаратора, его выходное напряжение соответствует напряжению насыщения. Передаточная характеристика или зависимость выходного напряжения от разности входных напряжений DU_вх = U_вх1 – U_вх2 и однополярном напряжении питания приведена на рис. 1.

 

 

 

 

Рис. 1. Передаточная характеристика компаратора при однополярном питании

 

При двухполярном напряжении питания схемы выходное напряжение также будет двухполярным (рис. 2).

Во многом компаратор аналогичен операционному усилителю (ОУ). Любой ОУ можно использовать в качестве компаратора.

 

 

Рис. 2. Передаточная характеристика при

двухполярном напряжении питания

 

Интегрирующая цепь.

 

Интегрирующая цепь представляет собой схему, приведенную на рис. 9.

Для случая U_вых(t₁) = 0 напряжение на конденсаторе U_с связано с протекающим через него током i_с интегральной зависимостью:

.

 

 

Рис. 9. Интегрирующая RC-цепь

 

В графической интерпретации выходное напряжение оказывается пропорциональным площади под кривой входного напряжения.

2.1. На вход схемы рис. 9 подается ступенчатый сигнал. На выходе получим линейно изменяющееся напряжение, график временной зависимости которого приведен на рис. 10.

 

 

Рис. 10. Реакция интегрирующей цепи на ступенчатый сигнал

,

где t = RС - постоянная времени.

Для интегрирующей цепи выполняется условие t = RC >> t_и. Пределами интегрирования являются моменты времени t₁ и t₂ (см. рис. 10).

2.2. На вход схемы рис. 9 подается прямоугольный импульс. Конденсатор С мгновенно зарядиться не может, поэтому в момент поступления переднего фронта импульса все входное напряжение будет приложено к сопротивлению R, а U_вых = U_с» 0. За время действия импульса t_и, конденсатор заряжается по экспоненциальному закону:

.

 

Реакция интегрирующей цепи на импульсный сигнал рис. 11.

 

 

 

К моменту окончания импульса напряжение на выходе достигнет максимального значения, после чего конденсатор начнет медленно разряжаться через внутреннее сопротивление источника и сопротивление R. Через промежуток времени t = 3 t, напряжение на выходе практически будет равен нулю.

2.3. На вход схемы рис. 9 подается линейно-нарастающее напряжение U_вх = at. Реакция интегрирующей цепи на линейно-нарастающий сигнал показана на рис. 12.

 

 

 

Рис. 12. Реакция интегрирующей цепи на линейно-нарастающий сигнал

.

 

30. Дифференцирующая цепь.

Простейшее дифференцирующее звено приведено на рис. 5.

Ток через конденсатор и падение напряжения на нем связаны дифференциальной зависимостью . В результате дифференцирования через сопротивление R протекает ток i_с.

,

где t - постоянная времени цепи.

 

 

1.1.На вход схемы (см. рис. 5) в момент времени t₁

прикладывается ступенчатый входной сигнал.

Поскольку конденсатор С мгновенно зарядиться

не может, скачок напряжения выделяется на

сопротивлении R. При малом значении t заряд

конденсатора происходит

быстро, а напряжение на выходе с такой же

скоростью стремится к нулю.

Реакция RC-цепи на ступенчатый входнойсигнал

(скачок входного напряжения)

показана на рис. 6.

 

1.2. На вход схемы рис. 5 подается линейно-изменяющееся напряжения U_вх = at, где a - скорость нарастания напряжения, В/с. При условии, что t << t_и конденсатор зарядится задолго до окончания входного импульса. После этого изменение входного сигнала ведет к изменению U_с, а напряжение на выходе остается величиной постоянной U_вых = ta. Реакция RC-цепи на линейно-изменяющееся напряжение показана на рис. 7. Значение выходного напряжения пропорционально скорости изменения входного напряжения. С уменьшением t уменьшается выходное напряжение, но уменьшается и время, за которое оно достигается (см. рис. 7).

1.3. На вход схемы рис. 5 подаются прямоугольные импульсы и выполняется условие t << t_и. Воздействие положительного перепада уже описывалось выше. Реакция дифференцирующей цепи на прямоугольный импульс приведена на рис. 8. В момент t₁ на выходе появляется положительный импульс, и по мере заряда конденсатора напряжение на выходе будет стремиться к нулю до окончания входного импульса. С момента окончания входного импульса в цепи действует только напряжение U_с, которое через внутреннее сопротивление источника входного сигнала прикладывается к выходу. Поэтому в момент t₂ на выходе цепи появляется отрицательный импульс, амплитуда которого спадает до нуля по мере разряда конденсатора

 

 

Генератор с мостом Вина.

 

Вследствие простоты схемы и высоких качественных показателей RC-генераторы находят широкое практическое применение. Напряжение обратной связи, с выхода усилителя подается в одну диагональ моста, а сигнал обратной связи на вход усилителя подается с другой диагонали моста элементы Z₁, Z₂, R₃, R₄, (мост Вина) Рис.12.

Обратная связь состоит из двух частей:

1) положительная ОС организуется элементами Z₁ и Z₂, а напряжение ПОС снимается с элемента Z₂;

2) отрицательная ОС осуществляется через сопротивления R₃ и R₄ а напряжение ООС снимается с сопротивления R₄.

 

 

Рис. 12. Схема генератора с мостом Вина

 

Коэффициент ПОС ;

Коэффициент ООС .

Результирующий коэффициент усиления усилителя с учетом положительной и отрицательной обратных связей:

. (*)

Напряжение на входе усилителя равно разности напряжений положительной и отрицательной обратной связи, =αU_вых.

Коэффициент усиления усилителя с цепью ОС ; на выходе – х.х. и усилитель как линейная система имеет на выходе сигнал

,

где a– коэффициент ОС, равный U_ос/U_вых.

; или .

Если подставить К в (*), можно увидеть, что К_Uос ® ¥, откуда следует условие самовозбуждения:

. (**)

 

Для возникновения генерации необходимо совпадение по фазе выходного и входного напряжений, что требует при наличии двухкаскадного усилителя вещественного характера - коэффициента ПОС, т.е. Jm() = 0.

;

;

;

.

 

В схеме моста как правило выполняется условие R₁ = R₂ = R, С₁ = С₂ = С.

 

Из предыдущего условия следует - Jm() = 0.

 

.

Коэффициент ПОС g = 1/3; подставив g и b = R₄/(R₃ + R₄) в условие (**), , получим:

.

.

 

Соотношение величин R₃ и R₄ определим из условия баланса моста Вина Z₁R₄ = Z₂R₃. С учетом того, что R₁ = R₂ = R; С₁ = С₂ = С:

или .

 

При условии, что мнимая часть в полученном выражении равна нулю, тогда 2 R₄ = R₃.

Тогда на частое w = 1/RC. На этой частоте ПОС компенсируется ООС и U_вх ® 0.

Получается противоречие (при U_вх = 0 генерация не возникает), которое разрешают тем, что R₃ выбирают несколько больше, чем 2R₄ и b - чуть меньше чем g, т. е. в схеме действует ПОС чем обеспечивается самовозбуждение генератора.

 

34. Генератор с поворотом фазы на 180°.

Выходной сигнал усилителя отличается от входного на 180°. Для обеспечения баланса фаз на нужной частоте генерации, цепь обратной связи должна повернуть фазу выходного сигнала на угол, равный 180°. Такой поворот может обеспечить цепь в виде последовательно соединенных простых Г-образных RC-четырехполюсников (рис. 13).

Наибольшее применение получили трех- или четырехзвенные четырехполюсники. Поскольку на предельных частотах j = 90°, то для обеспечения j = 180° на частотах, отличных от предельных, необходимо включать не менее трех RC-звеньев.

Свойства четырехполюсников целесообразно описать через А-параметры.

U₁ = A₁₁U₂ + A₁₂I₂

I₁ = A₂₁U₂ + A₂₂I₂

 

Рис. 13. Схема фазосдвигающей RC-цепи

 

По параметру , связывающему U₁ и U₂, можно получить модуль передаточного числа цепи обратной связи и его фазовый угол. Общая матрица А₀ равна произведению матриц А простейших четырехполюсников, соединенных в цепочку.

 

.

.

 

Для простейшего Г-образного четырехполюсника:

;

 

Если подставить элементы матриц в , с учетом того, что элементы C и R одинаковы, получим - ;

,

где .

, (*)

где , для j = 180° tgj ® 0, значит m³ – 6m = 0; это уравнение имеет два решения;

m₁ = 0, и m₂² = 6. (**), или m₂ .

Равенство (**) имеет место на частоте генерации w₀.

.

Из (*) с учетом (**) найдем

.

Коэффициент передачи обратной связи .

Таким образом, схема сможет генерировать гармонические колебания, если К_усил >

 

 

 

Схему генератора можно реализовать с обратным включением R и C в схеме четырехполюсника. Z₁ = R, .

 

Режим синхронизации МВ.

 

Особенностью мультивибраторов, работающих в автоколебательном режиме, является низкая стабильность частоты. Для стабилизации частоты на генератор подается синхронизирующий сигнал высокостабильной частоты, принуждающий мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме, работать в режиме синхронизации. В этом случае мультивибратор работает синхронно с генератором синхросигнала.

Для организации режима синхронизации в цепь базы транзистора Т₁ (рис. 1) подадим синхросигнал (рис. 2). Синхросигнал U_сс представляет собой последовательность коротких положительных импульсов. Транзистор Т₁ закрыт в течение t_и2 и открыт в течение t_и1.

Транзистор Т₁ закрыт, не оказывает никакого влияния на работу схемы, и только в конце t_и2 транзистор Т₁ открывается в момент времени t₂ за счет синхроимпульса. Если первый синхроимпульс появится в момент времени t₁ то 14 синхроимпульс открывает Т₁. Таким образом, частота мультивибратора в 14 раз ниже частоты синхроимпульса. Если увеличим амплитуду синхросигнала, то можно получить другое соотношение. Поэтому постоянство амплитуды синхроимпульсов обеспечивается специальной схемой ограничения.

 

 

Рис.

 

1. Схема мультивибратора, работающего в режиме синхронизации

 

 

 

Рис. 2. Автоколебательный мультивибратор в режиме синхронизации

 

Автоколебательный И ЖДУЩИЙ режим работы блокинг-генератора (БГ).

Режим синхронизации БГ.

Режим синхронизации БГ

Принципиально работа БГ в режиме синхронизации не отличается от работы БГ в автоколебательном режиме. Разница в том, что синхроимпульсы запускают БГ несколько раньше того момента, в котором он запустился бы самостоятельно (t = t₁) (см. рис. 3). При этом частота импульсов БГ кратна или равна частоте следования синхроимпульсов, кроме того стабильность БГ полностью определяется стабильностью синхрогенератора.

 

 

Рис. 3. Работа блокинг-генератора в автоколебательном режиме

Логические сигналы

Логические сигналы связаны с наступлением или отсутствием каких-либо событий. События и высказывания бывают простые и сложные. Простое событие однозначно может быть истинным или ложным. Сложное высказывание состоит из нескольких простых. Любое сложное событие можно описать, используя три логические операции: «И», «ИЛИ», «НЕ». Их называют логическими функциями: «И» – конъюнкция, «ИЛИ» – дизъюнкция, «НЕ» – отрицание. Каждая из этих логических операций предполагает определенную зависимость между логическими сигналами, т. е. можно записать y = f(x). Эта функциональная зависимость называется логической или переключательной, или булевой. В общем случае логические или переключательные функции реализуются логическими или переключательными элементами, имеющими m ≥ 1 входов и n ≥ 1 выходов.

Логическим элементом «И» (все или ничего) – является устройство сигнал на выходе которого равняется единице (y = 1), если на входы х₁, х₂, …, хn поданы одновременно единицы. Если хотя бы на один вход подан сигнал «0», то на выходе будет тоже «0».

Рис. 2. Логический элемент «И»

 

Таблица истинности (переключательная таблица).

X1	X2	Y

y = f(x₁, x₂)

y = x₁ x₂

y = x₁ ^ x₂

 

Логическим элементом «ИЛИ» (Что-нибудь или все) – является устройство сигнал на выходе которого равен единице (y = 1), если хотя бы на один из входов х₁, х₂, …, хn подана «1». Сигнал на выходе y = 0, если на все входы подан сигнал равный «0».

Рис. 3. Логический элемент «ИЛИ»

 

X1	X2	y

y = f(x₁, x₂)

y = x₁ + x₂

y = x₁ V x₂

 

Логические элементы «И» и «ИЛИ» обладают свойством двойственности, которое заключается в следующем: Ели элемент выполняет функцию «И» для высоких уровней, то он может выполнять функцию «ИЛИ» для низких уровней. И наоборот элемент «ИЛИ» для высоких уровней и функция «И» для низких.

X1 (Х1)	X2(Х2)	У (У1)
0 1	0 1	0 1
0 1	1 0	1 0
1 0	0 1	1 0
1 0	1 0	1 0

 

 

Основные параметры ЛЭ.

Параметры логических элементов:

К_об – коэффициент объединения по входу К_об равен числу логических входов (К_об = 2 – 8);

К_раз – коэффициент разветвления по выходу, количество входов которое можно подключить к выходу, К_раз = (4 – 10);

для элементов с повышенной нагрузочной способностью К_раз = (20 – 30);

Помехоустойчивость - это максимально допустимое напряжение помехи, при котором еще не происходит изменение выходных уровней логического элемента.

U_п – напряжение питания;

U_вх0п, U_вх1п – значения входного порогового уровня «1» и «0», при которых изменяется выходной уровень

U_вых1, U_вых0 – значения выходного напряжения, соответствующие логическим «1» и «0».

Быстродействие определяется временем задержки распространения сигнала t_зр, различают t_зр1-0 и t_зр0-1.

 

 

Рис. 6. Временные параметры ЛЭ

 

 

Классификация триггеров

Классификация триггеров приведена на рис. 2.

 

 

 

 

Управляемые фронтом

Синхронные

 

 

б

 

Рис. 2. Классификация триггеров по способу организации

логических связей (а) и по способу приема информации (б)

 

По способу организации логических связей (рис. 2, а) применяются триггеры различных типов: RS, D, T, JK и др. Кроме того, используются комбинированные например (RST, JKRS, DRS-триггеры), в которых совмещается несколько типов, и со сложной входной логикой, в которых сигналы различных входов связаны логическими зависимостями (например, JK-триггер с группами входов J = J₁ J₂ J₃, K = K₁ K₂ K₃ или J = , т. е. эти входы объединены операцией конъюнкции). Триггер типа RS (RS-триггер) имеет два входа – S и R, на которые недопустима одновременная подача сигналов, D-триггер имеет один вход, его состояние определяет входной сигнал, но с задержкой, определяемой тактовым (синхронизирующим) импульсом, Т-триггер со счетным входом меняет свое состояние каждый раз при поступлении входного сигнала, JK-триггер подобен RS-триггеру, имеет вход установки состояния «1» – J и –установки состояния «0» – К. Но в отличие от RS-триггера допускает одновременную подачу сигналов на входы J и K, т. е. J = К = 1. В этом режиме JK-триггер работает как счетный относительно тактовых импульсов.

По способу записи информации (рис. 2, б) триггеры подразделяются на асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые). По способу синхронизации различают триггеры со статистическим управлением записью информации, когда триггер срабатывает при установке на его синхронизирующем входе «С» уровня «1» или «0» (в зависимости от элементной базы), и динамическим управлением записью, когда триггер срабатывает во время нарастания или спада синхроимпульса, т. е. по фронту (рис. 3).

 

 

 

 

 

Рис. 3. Диаграммы работы и обозначения синхронных триггеров:

а – диаграммы срабатывания триггера; б – условные обозначения синхронизирующих входов; в – диаграмма приема двухступенчатого

триггера; г – условное обозначение двухступенчатого триггера

 

По количеству тактовых входов различают триггеры одно-, двух- и многотактные. По характеру переключения триггеры делятся на одно- и двухступенчатые (MS-схемы – Master-Slave – хозяин – слуга). Аббревиатура MS отражает работу триггера: входная ступень вырабатывает новое условие, а выходная его копирует. Временные процессы в синхронных триггерах и условные обозначения синхронизирующих входов показаны на рис. 3.

55.D тиггер

Синхронный D-триггер функционирует в соответствии с таблицей состояний (табл. 3). Условное графическое обозначение синхронного D-триггера представлено на рис. 7.

Из анализа данных табл. 3 следует, что при отсутствии синхросигнала, т. е. при С = 0, состояние триггера в момент времени t остается неизменным, т. е. Q_t = Q_{t - 1}. При наличии синхросигнала С = 1 триггер передает на выход сигнал, поступивший в предыдущем такте, т. е. Q_t = D_{t - 1}. Врем