Ждущий мультивибратор с коллекторно-базовыми связями (одновибратор).

Этот мультивибратор используется для получения одиночных импульсов заданной длительности (рис 3-8).

 

 

Рис 14-8. Схема ждущего мультивибратора (одновибратор).

 

Из рис 14-8 видно, батарея запирает транзистор и открывает он тогда, когда его подключают к (запускающаяся батарея). Параметры сопротивлений и подбираются так, чтобы был закрыт батареей + , а был бы открыт и насыщен. Зарядка конденсатора идет по цепи 0, ,С, , и .

Для генерации импульса на базу подают запускающий импульс (- ), и открываются, в цепи устанавливается лавинообразный процесс, изменяются токи и и схема опрокидывается. После опрокидывания схема открывается и переходит в режим насыщения, а в режим отсечки. В этом случае и подсоединяются к нулевому зажиму .

Теперь работает по цепи 0, , , , . И по этой цепи разряжается. Когда =0, то потенциал базы тоже станет равен нулю. При значении 0 открывается и теперь и - открыты, в схеме развивается лавинообразный процесс и схема опрокидывается. При этом - закрыта, -открыт и , перезаряжается по схеме 0, , , , . Схема опять приходит в устойчивое состояние, а на выходе получаются почти прямоугольные импульсы с любой заданной длительностью.

 

ТРИГГЕРЫ НА ДИСКРЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

Триггер это устройство, имеющее два состояния устойчивого равновесия, которые скачкообразно переходят одно в другое под воздействием внешнего импульса.

Триггер – цифровой автомат, обладающий памятью и служащий для хранения одного разряда двоичных чисел (одного бита информации).Его называют также автоматом Мура.

Триггеры изготавливаются как на отдельных (дискретных) элементах, так и в интегральном исполнении. В различных устройствах они выполняют функцию счетных, переключающих, пороговых и запоминающих элементов.

Физические процессы удобнее рассмотреть на схеме триггера в дискретном исполнении с коллекторно-базовыми связями на биполярных транзисторах с независимым смещением (рис.14-9).

Рис.14-9 Схема триггера с коллекторно-базовыми связями на биполярных транзисторах.

 

Схема триггера – двухкаскадный усилитель постоянного тока с ПОС, осуществляемой через цепи и , которые соединяют коллектор одного с базой другого транзистора. Схема симметрична: , V и V одного типа. В отличии от мультивибратора триггер имеет источник смещения >0, (запирающий транзисторы) и и в цепях связи между усилительными каскадами.

Параметры триггера подбираются так, чтобы открытый транзистор работал в режиме насыщения, а закрытый – в режиме отсечки. Открытый транзистор имеет потенциал коллектора, близкий к нулю (можно приписать ему уровень “0”), т.к. . Закрытый транзистор имеет потенциал коллектора близкий к напряжению источника питания, т.е. (можно приписать ему уровень “1”), т.к. . Это состояние триггера устойчивое до тех пор, пока на вход триггера не будет подан запускающий импульс, который переводит триггер из одного устойчивого состояния в другое. Пусть триггер находится в таком устойчивом состоянии, когда V - открыт, а V - закрыт, т.е. , a . Это состояние протекает сколь угодно долго. На базу V снизу подается напряжение , а сверху , но т.к. , то на базу подается отрицательный потенциал, который удерживает V в состоянии насыщения. На базу V снизу , а сверху (с коллектора V ) . Следовательно, на базу V подается положительный потенциал, который удерживает V в состоянии отсечки.

Чтобы вывести схему из устойчивого состояния нужно подать на базу через запускающий импульс положительной полярности (положительный потенциал) .

 

U_зап φ_б1 φ_б2 φ_б1 φ_б2

 

 

t

 

t

 

 

О Н О Н

 

t

 

 

Н О Н

 

Рис.14-10 Эпюры напряжений на выходах триггера:

, - входные импульсы на базы и ;

0 – отсечка;

Н – насыщение;

, примерно равное .

Тогда становится менее отрицательным и V начинает закрываться, а - уменьшается и - уменьшается. При этом становится более отрицательным, а, следовательно, тоже более отрицательным и V будет приоткрываться и т.д. Процесс будет развиваться лавинообразно и закончится тем, что V закроется (отсечка), а V откроется (насыщение). Чтобы вывести схему из этого устойчивого состояния, нужно подать запускающий импульс на базу открытого теперь V .

и шунтируют и ускоряют процесс открывания и закрывания VT. Их обычно называют ускоряющими. Если V открыт, а V закрыт, то и . Как только V закроется, начнет заряжаться и в цепи базы V потечет зарядный ток, который добавится к току базы открывающегося V . Это ускорит процесс открывания V .

 

Схемы запуска триггера.

Существует два способа запуска триггера: раздельный и счетный (общий).

Раздельный запуск. (без пунктирной линии)

Раздельный запуск осуществляется подачей импульсов одной полярности, попеременно то на один, то на другой входы триггера (на базы транзисторов).

Рассмотрим схему триггера с раздельным запуском с подачей запускающих импульсов на базы через диоды (рис.14-11).

Рис 14-11 Схемы запусков триггера

V и V , и , и - элементы цепи запуска. Пусть V открыт (насыщен), а V закрыт (отсечка). Подадим на . Он продифференцируется на два коротких импульса остроконечной формы и противоположенной полярности. Так как открыт, то , а, следовательно, , но . V открыт и пропустит положительный импульс на базу. Тогда V начинает закрываться, а V открываться. В результате лавинообразного процесса V закроется (отсечка), а V откроется (насыщение). Это состояние будет сохраняться до тех пор, пока не поступит на . Когда V закроется, то , VД1 закрывается и отключает от базы V (поэтому диоды V и V называются отсекающими).До подачи следующего разряжается через . Такой триггер называют RS- триггером.

Счетный запуск.(с учетом пунктирной линии, С31 переносится на 1 и С32 на 2)

При счетном запуске импульсы определенной полярности подаются на общий вход и каждый импульс приводит к опрокидыванию триггера. В отличие от RS- триггера здесь и соединены вместе. Эта схема применяется для счета импульсов.

Пусть V открыт (режим насыщения) (, ), а V закрыт (режим отсечки) (, ). Тогда V открыт, а V - заперт. заряжен до 0, а до . Положительный , продифференцированный , проходит через открытый на базу V , подзакрывая его. При этом V начинает открываться становится более отрицательным). В результате лавинообразного процесса V запирается, а V открывается, т.е. триггер опрокидывается. V и V пропускают запускающий импульс только на базу открытого VТ2.

Разрешающие время триггера – время, за которое триггер переходит из одного устойчивого состояния в другое.

- время, в течение которого транзисторы открываются и устанавливается ПОС;

- время, в течение которого длится лавинообразный процесс;

- время, в течение которого заканчивается переходной процесс;

Величина, обратная , называется быстродействием триггера.