Разработка основных положений методических указаний для проведения лабораторной работы

Целью данной лабораторной работы будет:

экспериментальное подтверждение материала, полученного на лекционных занятиях

исследование работоспособности различных видов RS-триггеров

приобретение навыков самостоятельного построения различных видов RS-триггеров

 

Общие положения

 

Устройство, имеющее два устойчивых состояния, называют триггером. В одном из них на выходе триггера присутствует высокий потенциал, в другом - низкий. Аналогично мультивибратору, переход триггера из одного состояние в другое происходит лавинообразно, но только с приходом переключающего (запускающего) сигнала.

При переключении триггера потенциалы на его выходе меняются лавинообразно, т.е. на выходе формируется прямоугольный импульс с крутыми фронтами. Это позволяет использовать триггер для формирования прямоугольных импульсов из напряжения другой формы (например, синусоидальной).

Триггеры бывают асинхронными (нетактируемыми) и синхронными (тактируемыми). Асинхронный триггер имеет лишь информационные входы, сигнал на которых с момента их появления определяют состояние триггера. Синхронный триггер кроме информационных входов имеет синхронизирующий (тактирующий, тактовый, разрешающий) вход; сигналы на информационных входах воздействуют на такой триггер только при наличии сигнала на синхронизирующем входе.

Работу любого триггера всегда рассматривают относительно прямого выхода Q. Т.е. исследуют состояние этого выхода при подаче на входы логических сигналов различных уровней. Такими сигналами являются логический нуль - "0" и логическая единица - "1". Зависимость состояния выхода Q от комбинации логических сигналов на входах легче всего показать в виде таблицы. Такую таблицу называют таблицей истинности. В эту таблицу заносятся все возможные комбинации логических сигналов на входе триггера и соответствующее им состояние выхода Q (иногда и Q).

Кроме того, работу триггера можно также описать временными диаграммами. На эти диаграммы наносятся условно подаваемые на вход сигналы, распределенные во времени, и на их основе строится временная диаграмма, соответствующая состоянию выхода Q. Иногда, например, при испытаниях двухступенчатых триггеров, на диаграммы наносится также и состояние инверсного выхода триггера.

RS- триггер на транзисторах

 

 

Напряжение, запирающее транзистор, можно получать не от специального источника, а с резистора R_Э в общей эмиттерной цепи (см. рис.). Действительно, ток открытого транзистора создает на этом резисторе напряжение, которое через резистор R_Б прикладывается между базой и эмиттером другого транзистора, запирая его. Чтобы устранить отрицательную обратную связь во время формирования фронтов импульсов, резистор R_Э шунтируют конденсатором C_Э.

В рассматриваемой схеме потенциал эмиттера U_Э через насыщенный транзистор передается его коллектору. Вследствие этого потенциал коллектора меняется от u_К ≈ - Е_К (транзистор заперт) до u_К ≈ - U_Э (транзистор открыт).В результате амплитуда формируемого импульса U_m = Е_К - U_Э, что меньше амплитуды импульса U_m ≈ Е_К на выходе схемы.

Триггер имеет два выхода. Потенциалы на них взаимно инвертированы: высокий потенциал на одном выходе соответствует низкому потенциалу на другом. Один выход называют прямым (его обычно обозначают Q или Р), другой - инверсным (обозначают Q или Р).

 

 

О состоянии триггера судят по состоянию его прямого выхода. Если на нем установился высокий потенциал, кодируемый логической единицей, то говорят, что триггер находится в единичном состоянии, и часто обозначают это как Q=1 (или Р=1). Один вход, по которому запускающий импульс переключает триггер в состояние Q=1, называют входом установки триггера в единицу и обозначают S. Другой называют входом установки триггера в нуль и обозначают R. Входы S и R являются информационными: через них в триггер поступает информация, выраженная наличием или отсутствием переключающего сигнала.

Триггер такого типа называют триггером с установочными входами или RS -триггером. Условное графическое обозначение (УГО) его приведено ниже

 

 

В рассмотренном триггере сигналы на входах продолжают воздействовать на его элементы после переключения триггера; такие входы называют статическими. После переключения других типов триггеров такое воздействие (за счет конструктивных особенностей внутренней структуры) прекращается; в этом случае входы называют динамическими и обозначают их косой черточкой.