4.5.3 Синхронные триггеры

Синхронные триггеры находят широкое применение, поскольку позволя­ют синхросигналом задавать момент приёма информации. Это упрощает анализ поведения схемы, повышает надёжность.

Рассмотрим принцип работы синхронных D-триггеров, которые исполь­зуются как самостоятельно, так и в составе сложных микросхем.

D – триггер - это триггер – задержка (Delay). С приходом активного син­хросигнала триггер принимает информацию с единственного входа D. На ри­сунке 4.16 предложено условное изображение D-триггера с динамическим управлением и его временные диаграммы работы.

D

У С

Т

₃

О

О

D C Q

XXX

а

Рисунок 4.16 Триггер срабатывает по нарастающему фронту синхросигнала, то есть он реагирует на информацию, присутствующую на входе D только в моменты времени, когда синхронизирующий сигнал C переходит из нуля в единицу. Это отмечено на временных диаграммах соответствующей вертикальной линией, связывающей фронт синхросигнала с моментом перехода выходного сигнала в противоположное состояние.

5 Линейные усилители электрических сигналов 5.1 Общие сведения

Усилитель - это схема, предназначенная для увеличения амплитуды входного сигнала. Усилители характеризуются коэффициентами усиления по напряжению К_u, по току K_I, по мощности К_P.

Uвых.=KuUвх,

ΔU_вых=K_U*ΔU_вх

Коэффициент усиления часто выражается в децибеллах. При этом коэф­фициент усиления определяется следующим образом:

K_u(дБ)=20lgK_u,

K_P(дБ)=10lgK_P.

Частотные свойства усилителя описывают с помощью амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик.

• Амплитудно-частотная характеристика- это зависимость коэффициента

усиления от частоты. Амплитудно-частотная характеристика для усили­теля переменного тока предложена на рисунке 5.1.

усил. перем. тока

Ко 0.7*Kо

Ku

О

тн

Тв

Рисунок 5.1 Отмеченные на рисунке частоты fн. и fв определяют нижнюю и верхнюю гра­ничные частоты усиления, а их разность определяет полосу пропускания уси­лителя. В зависимости от полосы пропускания усилители различают:

-усилители постоянного тока;

-усилители переменного тока;

-усилители низкой частоты;

-усилители высокой частоты;

-усилители узкополосные;

-усилители резонансные;

-усилители широкополосные.

На рисунке 5.2 предложена амплитудно-частотная характеристика усилителя

постоянного тока, отличие которой заключается в том, что на частотах, близких

к нулю коэффициент усиления велик.

Ku

/Ч

усил. постоян. тока

О

f

Рисунок 5.2

• Фазо-частотная характеристика - это зависимость фазового сдвига (за­держка синусоидального сигнала) от частоты.

Усилители характеризуют также входным и выходным сопротивлением, выходной мощностью на заданном сопротивлении нагрузки, коэффициентом полезного действия, коэффициентом нелинейных искажений и другими пара­метрами.

Усилитель изображается в виде прямоугольника с символом функции в верхней строке условного обозначения (рисунок 5.3а). В средствах автоматики усили-

тель изображается в виде треугольника (рисунок 5.3б), к которому могут быть подведены изображения проводов питания.

Вход

>

Выход

а) +U

-U

б) Рисунок 5.3

Чтобы усилитель обладал требуемым коэффициентом усиления, его стро­ят с использованием последовательно включенных усилительных каскадов. Каскад - простейший усилитель, организованный по функционально закончен­ной схеме. Каскад может строиться на одном или нескольких транзисторах. По месту положения в усилителе различают: входные, выходные, промежуточные каскады.

Входные каскады решают проблему сопряжения усилителя с источником сигналов и обычно обладают большим входным сопротивлением.

Выходные каскады обеспечивают заданную нагрузочную способность и часто обладают большим коэффициентом усиления по току при небольшом ко­эффициенте усиления по напряжению. Расчёт усилителя ведут, начиная с вы­ходных каскадов, чем обеспечивается требуемая нагрузочная способность. Структура многокаскадного усилителя показана на рисунке 5.4.

Вход \ \ \ Выход

Рисунок 5.4 Общий коэффициент усиления усилителя определяется произведением коэф­фициентов усиления всех последовательно включенных каскадов:

K_u = K1⋅ K2⋅...⋅ Kn .

Заметим, что при действии на усилитель помехи наиболее опасна та помеха, которая действует на входы первых каскадов, поскольку она усиливается всеми каскадами усилителя. Поэтому часто входные цепи первого каскада экраниру­ют, пытаясь тем самым защитить их от воздействия наведённых из внешней среды электромагнитных помех.