Т риггеры. Кольцевые счетчики.

Триггеры – это простейшие последовательностные цифровые устройства, имеющие только два устойчивых состояния (0 или 1), причем состояние триггера определяется не только тем, какие входные сигналы действуют в какой-то момент времени, но и состоянием триггера, в котором он находился в предыдущий момент времени. Триггер помнит свое состояние (обладает памятью).

В современной промышленной электронике используются RS-, JK- и D-триггеры, на основе которых можно построить Т-триггеры. В практической цифровой электронике применяются RS-, JK- и D-триггеры в интегральном исполнении.

Кольцевые счетчики – это недвоичные счетчики, в которых под воздействием тактовых импульсов по триггерам перемещается одна или несколько логических единиц (нулей). Конструктивно кольцевой счетчик представляет собой регистр сдвига, замкнутый в кольцо.

На рис. показана схема четырехразрядного кольцевого счетчика, реализованного на JK-триггерах:

Процесс перемещения кодовой единицы в кольцевом счетчике иллюстрируется в табл.

№ такт. имп.	исх. сост.	1	2	3	4	5	6	7	8
	1	0	0	0	1	0	0	0	1
	0	1	0	0	0	1	0	0	0
	0	0	1	0	0	0	1	0	0
	0	0	0	1	0	0	0	1	0

В кольцевом счетчике, если появится одна лишняя кодовая единица, например, из-за сбоя в электропитании, она будет циркулировать в кольце так же, как основная единица, неопределенно долго. Для исключения вероятности возникновения этого негативного явления в кольцевом счетчике следует предусмотреть специальную логическую цепь защиты.

Сдвиг нуля выходного напряжения. Балансировка оу. Температурная нестабильность.

И нтегральные ОУ в отличие от идеального даже при наличии внешней отрицательной обратной связи имеют, как это показано на рис. 1.14, а, некоторое постоянное напряжение на выходе при U_вх.д = 0 и U_вх.сф = 0, причем это напряжение сдвига (смещения) относительно общей шины источников питания ОУ подвержено влиянию температуры. Напряжение сдвига U_сдв – основной источник погрешности и нестабильности всех электронных устройств, построенных на основе ОУ. Действительно, схема на ОУ должна реализовывать заданное преобразование входного сигнала U_вых = f(U_вх), но из-за сдвига нуля имеем U_вых = f(U_вх) + U_сдв, что не может быть допустимым.

Входной ток ОУ нормируется как среднее арифметическое значение: . Из-за наличия среднего входного тока ни схема на рис. а, ни схема на рис. б использоваться не могут, так как при U_вх = 0, U_вых = U_сдв ≠ 0.

Рассмотрим схему на рис. а, при U_вх = 0.

Считаем (и обоснованно) выходное сопротивление очень низким, во всяком случае R_вых<<R₂.

Тогда в цепи инвертирующего входа течет входной ток через параллельно включенные резисторы R₁ и R₂. Падение напряжения = . В цепи неинвертирующего входа нет сопротивления, поэтому .

Значит, на входе ОУ действует дифференциальное входное напряжение . Если бы не было ООС, то на выходе получили бы очень большое напряжение сдвига U_сдв=I_вх(R₁||R₂)∙K_u. Но благодаря ООС напряжение сдвига понижает U_вх.д, и наступает равновесие: , откуда находится установившееся напряжение сдвига .

Многие интегральные ОУ имеют специальные дополнительные выводы для подключения потенциометра, с помощью которого можно устранить сдвиг выходного напряжения или, что то же самое, провести балансировку схемы. Но не меньше интегральных ОУ не имеют таких выводов, поэтому балансировку ОУ проводят посредством введения во входную часть схемы на ОУ некоторого напряжения, которое полностью подавляет сдвиг нуля.

Температурный коэффициент коэффициента усиления ОУ на биполярных транзисторах положителен, так как при увеличении температуры увеличивается коэффициент усиления по току биполярного транзистора.

Температурный коэффициент разности входных токов определяется как отношение приращения разности входных токов к приращению температуры , вызвавшему приращение .

Температурный коэффициент напряжения смещения так же, как температурный коэффициент разности входных токов, характеризует зависимость выходного напряжения ОУ от температуры при неизменном входном сигнале .

Все параметры подвержены влиянию температуры, но именно перечисленные выше параметры наиболее сильно зависимы от температуры. В их число не вошел средний входной ток , несмотря на то, что он больше чем какой-либо другой параметр зависит от температуры. Это объясняется тем, что при изменении температуры токи изменяются синфазно. И если, как было показано выше, резисторы в цепях инвертирующего и неинвертирующего входов рассчитаны правильно, то в реальной схеме на ОУ синфазное изменение входных токов будет минимизировано. Полностью устранить влияние синфазного изменения по температуре входных токов в реальных схемах на ОУ невозможно, так как в схеме будут использоваться реальные резисторы, выпускаемые промышленностью в соответствии со стандартным рядом номиналов сопротивлений и имеющие технологический разброс.

При неизменной температуре путем балансировки схемы можно установить U_вых = 0 при U_вх = 0, то есть напряжение сдвига U_сдв = 0. Если температура изменится, то U_сдв станет отличным от нуля и тем больше, чем больше изменится температура. Говорят, что схема дрейфует по температуре.