46. Триггеры. Основные понятия. Классификация

Триггерами называют класс электронных устройств, способных длительно находиться в одном из двух или более устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. По характеру действий триггеры относятся к импульсным устройствам – их активные элементы (транзисторы) работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время. Отличительной особенностью триггера как функционального устройства является свойство запоминания двоичной информации. Триггеры подразделяются на статические и динамические. Динамический представляет собой управляемый генератор, одно из состояний которого (единичное) характеризуется на выходе непрерывной последовательностью импульсов определенной частоты, а другое (нулевое) – отсутствием выходных импульсов. Смена состояний производится внешними импульсами. К статическим триггерам относят устройства, каждое состояние которых характеризуется неизменными уровнями выходного напряжения: высоким – близким к напряжению питания и низким – около нуля.

В свою очередь они подразделяются на две группы – симметричные и несимметричные триггеры. Оба класса реализуются на двухкаскадном усилителе с ПОС. Симметричные триггеры отличает симметрия схемы и по структуре и по параметрам элементов обоих плеч. Для несимметричных триггеров характера неидентичность параметров элементов отдельных каскадов, а также и связей между ними. По логическому функционированию различают триггеры типов RS, D, T, JK и др. Кроме того, используются комбинированные триггеры, в которых совмещаются одновременно несколько типов, и триггеры со сложной входной логикой. По способу записи информации различают асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые) триггеры. У асинхронных триггеров имеются только информационные (логические) входы. Асинхронные триггеры отличает свойство срабатывать сразу после изменения сигналов на входах, не считая короткого времени задержки распространения в элементах, образующих триггер. У синхронных триггеров смены сигналов на информационных входах недостаточно для срабатывания. Необходим дополнительный командный импульс, который подается на синхронизирующий (тактирующий) вход генератором тактовых импульсов в дискретные моменты времени. Они более помехоустойчивы. По способу восприятия тактовых сигналов триггеры делятся на управляемые уровнем и управляемые фронтом (с динамическим управлением). У первых при одном уровне тактового сигнала триггер воспринимает входные сигналы и реагирует на них, а при другом не воспринимает и остается в неизменном состоянии. У вторых разрешение на переключение дается только в момент перепада тактового сигала (на его фронте или спаде). В остальное время триггер не воспринимает входные сигналы. По характеру процесса переключения триггеры делятся на одноступенчатые и двухступенчатые. В первых переключение в новое состояние происходит сразу, а во вторых по этапам. Они состоят из входной и выходной ступеней. Переход в новое состояние происходит в обеих ступенях поочередно. Один из уровней тактового сигнала разрешает прием информации во входную ступень при неизменном состоянии выходной, а другой уровень т.с. разрешает передачу нового состояния из входной ступени в выходную. Существуют также универсальные триггеры, которые могут работать как в тактируемом, так и в нетактируемом режиме.

Изменение состояния триггера обеспечивается внешними сигналами и сигналами ОС, поступающими. Обычно внешние сигналы и входы триггера обозначают латинскими буквами R, S, T, C, V, D и др. Входы триггеров разделяются на информационные (R, S, T и др.) и управляющие (С, V). Информационные предназначены для приема сигналов запоминаемой информации. Управляющие для управления записью информации (С-синхронизирующий сигнал, поступающий на С-вход (тактовый вход) и разрешающий сигнал V, поступающий на V-вход). Работа триггеров описывается с помощью таблицы переключений, являющейся аналогом таблицы истинности. Выходное состояние обозначается буквой Q. Индекс возле буквы означает состояние до подачи сигнала (t) либо (t-1) или после подачи сигнала (t+1) или (t).

Тут можно также изобразить сами триггеры (см. след. вопросы) и таблицы переключений.