Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
запускающий импульс, который направляется к тому из транзисторов, который
открыт, переводя его в запертое состояние путем кратковременного смещения
перехода база-эмиттер в обратном направлении.
Поскольку триггер изменяет свое состояние только при отрицательном
перепаде в последовательности запускающих импульсов, он переключается
вдвое реже предшествующего каскада. Это становится ясно из временных
диаграмм на рис. 12.14, на которых представлен сигнал самовозбуждающегося
мультивибратора, запускающего триггер, который, в свою очередь, запуска-
+ 6 -I 11 ......-1 1
Выход
мультивибратора
О--------1-1 L ,J 1 ..J I-.
+ 6-------- ..............................................-
Выход Q) триггера
О I *" 11
+ 6--------------------------
Выход (Т) триггера
о -* *
Время "
Рис. 12.14. Временные диаграммы выходных сигналов самовозбуждающегося
мультивибратора и запускаемого им триггера, который, в свою очередь,
запускает второй триггер. Стрелки показывают моменты переключения.
Двоичный счетчик 359
ет второй триггер. Эта функция деления на два является основой двоичного
счета, и рассмотрение выходных сигналов двух триггеров на рис. 12.14
показывает, что триггеры действительно считают число полных периодов
сигнала самовозбуждающегося мультивибратора: если напряжению 6 В
поставить в соответствие 1, а напряжению О В - 0, то состояния триггеров
имеют вид 00,
01, 10, 11. Два триггера могут, конечно, считать только до 3, но четыре
триггера считают до 15. Применение ИС революционизировало электронный
счет. В следующей главе (параграф 13.12) этот вопрос изучается более
детально.
12.8 Триггер Шмитта
Триггер Шмитта является схемой с двумя устойчивыми состояниями, но ее
состояние определяется уровнем напряжения на входе. Он применяется как
схема определения уровня сигнала, а также как средство преобразования
синусоидального сигнала в прямоугольный сигнал с малым временем
нарастания и спада. Типичная схема триггера Шмитта, составленная из
дискретных компонентов, показана на рис. 12.15.
При нулевом напряжении на входе транзистор Тх заперт и поэтому транзистор
Т2 находится в насыщении; его ток базы течет по резисторам Rl и R2.
Пренебрегая разностью потенциалов между коллектором и эмиттером
транзистора Т2, можно считать, что напряжение питания 9 В распределено
между резистором Л, в эмиттере и резистором RA в коллекторе. На резисторе
R2 упадет 1,6 В, а на резисторе Л4 - 7,4 В; разности потенциалов
пропорциональны сопротивле-
Рис. 12.15. Триггер Шмитта.
360 Схемы с положительной обратной связью и генераторы
ниям резисторов, составляя в сумме 9 В. Поэтому потенциал эмиттера
транзистора Тх равен 1,6 В и напряжение коллектора транзистора Т2
находится примерно на том же уровне. Когда входное напряжение
увеличивается до значения vin " 2 В, через транзистор Тх начинает
протекать ток, вызывающий падение напряжения на коллекторной нагрузке Rv
отбирая ток базы у транзистора Т2. По мере того, как падает эмиттерный
ток транзистора Т2, уменьшается напряжение на общей эмиттерной нагрузке
открывая транзистор Тх еще быстрее. Эта регенеративная положительная
обратная связь продолжает действовать до тех пор, пока транзистор Тх не
попадет в насыщение, а транзистор Т2 не закроется; выходное напряжение
становится при этом равным +9 В.
Если v.n теперь уменьшается, то коллекторный ток транзистора Т{
постепенно падает. В это время однако начинает действовать дополнительный
фактор: в игру вступает эмиттерный повторитель и напряжение на эмиттере
транзистора 7J падает вместе с входным напряжением до тех пор, пока
напряжение на коллекторе транзистора Тх не поднимется настолько, что
станет открываться транзистор Т2. Когда в транзисторе Т2 начинает
увеличиваться ток эмиттера, он вызывает быстрый регенеративный процесс:
дополнительное падение напряжения на резисторе R3 помогает запиранию
транзистора Тх, поднимая потенциал его эмиттера. Как только транзистор Тх
полностью закроется, напряжение на его коллекторе поднимется до
напряжения источника питания, полностью открывая транзистор Т2.
Функционирование эмиттерного повторителя, который вступает в действие,
когда vin уменьшается, является причиной гистерезиса в триггере Шмитта:
триггер выключается при меньшем напряжении, чем включается. В
рассмотренной схеме гистерезис мал и составляет приблизительно 0,6 В, но
его можно изменить выбирая другие отношения Я, : R4 и R2 : R5.
В базу транзистора Тх, конечно, течет некоторый ток, когда схема
переключается. Если это нежелательно, то на место транзистора 7j можно
непосредственно поставить л-канальный полевой транзистор, такой как
2N3819, обеспечивающий схеме большое входное сопротивление, обычно
присущее схемам на полевых транзисторах.
Триггер Шмитта является идеальной схемой для стыковки медленно меняющихся
сигналов с логическими схемами, которым требуются сигналы с малым
временем нарастания и спада. Для таких применений удобна ИС 7413,
являющаяся триггером Шмитта в интегральном исполнении (аналог 555ТЛ1
