Материал: Физические основы и схемотехника электронных устройств автоматики. Гиоргадзе А.L., Кириллов Ю.В

Вцифровых и импульсных устройствах триггер используется

вкачестве спускового устройства; как запоминающее устройство, не меняющее состояние между переключающими сигналами; в роли формирователя прямоугольных выходных импульсов из входных напряжений другой формы; в качестве делителя частоты переключающих импульсов на два, так как каждая пара входных переключающих импульсов на выходе триггера формирует один импульс.

3.7.1 Триггеры на дискретных элементах

Процессы в триггере наиболее полно раскрываются при рассмотрении его схемы на дискретных компонентах (рис. 3.71).

Рис. 3.71

Схема триггера содержит два резистивных усилительных каскада на транзисторных ключах – инверторах; выход каждого из

них связан с выходом другого резистивными делителями R1RБ2 и

R2 RБ1 . В схеме триггера EБ является источником запирающего

внешнего положительного смещения.

При отпертых транзисторах в схеме появляется положительная ОС, которая в сочетании с усилительными свойствами каскадов обеспечивает лавинное протекание процессов, приводящее к быстрой смене состояний, что указывает на аналогию триггера с мультивибратором.

96

В триггере не может быть самопроизвольного опрокидывания как в мультивибраторе, из-за различия в характере связи между каскадами – в мультивибраторе связь между каскадами емкостная, а в триггере – резистивная.

Триггер переключается под действием внешних запускающих импульсов (рис. 3.72).

Рис. 3.72

Вследствие дифференцирования запускающих импульсов R1C1 - и R2C2 - цепями на резисторах R1 и R2 выделяются разнополярные остроконечные импульсы, но с помощью разделительных диодов VD1 и VD2 на базы транзисторов пропускаются импульсы

только одной полярности (см. рис. 3.71). При воздействии на базу насыщенного транзистора положительного остроконечного запускающего импульса, последний выходит из насыщения, развивается лавинообразный процесс и схема опрокидывается.

Следующее переключение схемы произойдет под действием импульса, поступающего на другой вход.

Рассмотрим устойчивые состояния схемы и ее переключения. Устойчивыми состояниями схемы триггера являются состояния когда первый транзистор заперт, а второй в тоже время открыт;

или, наоборот, первый транзистор открыт, а второй заперт. Переход триггера из одного устойчивого состояния в другое

(опрокидывание, переключение) происходит в результате лавинообразного процесса при определенных условиях (запускающий импульс)

97

Рассмотрим случай переключения триггера при базовом запуске (рис. 3.71)

Предположим, что транзистор VT1 заперт. Отрицательный потенциал коллектора UK1 Eк через делитель R1Rб 2 воздействует на базу VT, обеспечивая насыщение транзистора. При этом отрицательный потенциал коллектора Uк 2 0 (рис. 3.72)

Чтобы вывести схему из устойчивого состояния, можно подать положительный запирающий импульс на базу открытого транзистора.

Пусть транзистор VT1 насыщен и на базу подано напряжение

U зап1 0 .

При этом VT1 выйдет из насыщения и потенциал его коллектора станет более отрицательным (отрицательный перепад

Uк1 0 ), передается через делитель R1Rб 2 на базу VT2 и вызовет отпирание VT2, т.е. потенциал его коллектора станет менее отрицательным (положительный перепад Uк 2 0 ), передается через делитель R2 Rб1 на базу VT1 и вызовет еще большее запирание

VT1.

Лавинообразный процесс увеличения тока iк2 через отпирающийся транзистор VT2 и уменьшения тока iк1 через запирающийся VT1 в результате завершится запирание VT1 и отпиранием VT2, т.е. переключением триггера в другое устойчивое состояние.

Переключение триггера форсируется ускоряющими конденсаторами С1 и С2 (рис. 3.71), т.к. во время лавинообразного переключения схемы напряжения на них практически не успевают изменяться – конденсаторы С1, С2 представляют собой короткозамкнутые участки цепи и базовый ток не ограничивается резисторами R1, R2, а зависит только от входного сопротивления транзистора.

Что касается отрицательного воздействия ускоряющих конденсаторов С1 и С2 в схеме триггера, при их зарядке – разрядке в процессе переключения состояний, на форму выходных импульсов, то оно не существенно по-сравнению с влиянием хронирующих конденсаторов в мультивибраторах.

3.7.2 Триггер Шмитта

98