85. Генератор Пирса.

В генераторе Пирса управляющим элементом является КМОП-инвертор. Такая схема часто используется в микропроцессорных генераторах тактовых импульсов. Генератор Пирса работает так же, как генератор Колпитца. Ток i, протекает по замкнутому контуру, состоящему из кварцевого кристалла и конденсаторов С₁, и С₂, Очевидно, что напряжения на С₁ и С₂ имеют противоположные знаки. Следовательно, v_out = -v_in. При включении по такой схеме кварц обладает большим индуктивным импедансом, и частота его колебаний определяется частотой параллельного резонанса. Данная часть схемы обеспечивает фазовый сдвиг, равный 180°, другие 180° дает инвертор, что означает выполнение фазового критерия. Исходя из очень высокого коэффициента усиления инвертора, можно утверждать, что амплитудный критерий здесь также выполняется. Амплитуда колебаний генератора Пирса ограничена напряжением питания, поэтому выходное напряжение представляет собой почти прямоугольный сигнал. Резистор R обеспечивает запуск колебательного процесса, заряжая при включении схемы конденсатор С. Как правило, он имеет большое сопротивление (порядка 10 МОм).

86. Триггеры.

Триггеры являются бистабильными переключателями. Говорят, что триггер установлен в единичное состояние, когда на его выходе появляется напряжение высокого уровня. В противном случае триггер считается сброшенным. Применение триггеров: регистры, сдвиговые регистры, запоминающие устройства, счетчики, делители частоты, регистры памяти. RS-триггер. Асинхронный RS-триггер реализуется на основе двух инверторов с перекрестными обратными связями, показанный на рис., состоит из двух элементов 2ИЛИ-НЕ. Входы триггера обозначаются S — set (установить), R — reset (переустановить). Синхронный триггер может быть собран на четырех элементах 2И-НЕ (рис.4.8.3). Пока не пришел тактовый импульс (синхроимпульс) на вход С, состояние триггера не изменяется при любых состояниях R- и S-входов. Триггер может переключиться в другое состояние с приходом тактового импульса (С=1). . D-триггер имеет один управляющий вход D и синхронизирующий вход С. При С=0 состояние выхода не изменяется (режим хранения). При поступлении тактового импульса (С=1) состояние выхода Q оказывается таким же, что и состояние входа D. На основе D-триггера можно создать Т-триггер, который "опрокидывается" в противоположное состояние по фронту входного импульса, то есть каждый раз, когда на входе С лог. 0 сменяется на лог. 1. Для этого выход Q следует соединить с входом D. Тогда с фронтом входного испульса, подаваемого на вход С, триггер переключается из Q=0 в Q=l, а из Q=l в Q=0. JK-триггер имеет вход установки J, вход сброса К и два выхода Q и Q. Когда на входе J лог. 0 сменяется на лог. 1, то независимо от состояния входа К, на выходе Q лог. 1. При переходе входа К из состояния О в состояние 1 независимо от состояния входа J на выходе Q появляется лог. 0. Одновременный переход входов J и К из состояния 0 в состояние 1 вызывает опрокидывание триггера в противоположное состояние. Смена лог. 1 на лог. 0 на любом из входов никак не сказывается на состоянии выходов триггера. Триггер Шмитта функционально является компаратором, уровни включения и выключения которого не совпадают, как у обычного компаратора, а различаются на величину, называемую гистерезисом переключения ΔUe. Простейшая схема компаратора, представленная на рис. а имеет два недостатка. При медленно изменяющемся входном сигнале напряжение на выходе также может изменяться достаточно медленно. Более того, если во входном сигнале присутствует шум, то на выходе может происходить дребезг в те моменты, когда напряжение на входе проходит через точку переключении. Оба недостатка позволяет устранить положительная обратная связь (рис. б).