Лекція №5. Тригери

Генерацію імпульсних сигналів можна здійснити:

-однократно, при подачі на вхід схеми одного або серії запускаючих імпульсів, (керуємі або спускові схеми).

- безперервно, без зовнішнього керування (автогенераторні схеми).

До спускових схем відносяться тригери та одновібратори. До автогенераторних - мультивібратори.

Тригером називається спусковий пристрій, на двох виходах якого в момент дії керуючих сигналів U_y виникають скачки напруги. U_вих1 та U_вих2 від одного стаціонарного рівня до іншого. Наявності двох стаціонарних рівнів (1 та 0) відповідає два стана стійкої рівноваги.

У перiод часу t₁-t₂ U_вих1 відповідає 0, а U_вих2=1 (перший стан стійкої рівноваги). В цьому стані тригер може знаходитись скільки завгодно довго до появлення керуючого імпульсу. При надходженні імпульсу стан тригера зміниться на протилежний (другий стан стійкої рівноваги). Інтервал t₂-t₃. Отже сигнали на двох виходах тригера (прямий та інверсний) змінюються в противофазі.

Основою тригера є додатній зворотній зв’язок.

Інтервал часу між імпульсами, які запускаються, не може бути нескінченно малими, тому цей час називається дозволяючим часом тригера Т_дозв.

Швидкодія тригера F_б=1/Т_дозв. - тобто найбільше можливе число безперебійних переключань тригера в 1с незмінній величині Т_дозв. між керуючими імпульсами - 100МГц та більше.

Вимоги, пред’являємі до тригерів:

- висока чутливість до запускаючих імпульсів;

- висока стійкість тригера в стані рівноваги, при наявності коливань живлячих напруг;

- незмінність амплітуди (перепаду) вихідної напруги за часом, при дії дестабілізуючих факторів, а також при підключені зовнішнього навантаження.

Тригери використовуються для: генераторів прямокутних імпульсів, реле; в цифрових лічильниках числа імпульсів і дільниках частоти.

Тригери використовуються в пристроях запам’ятовування інформації однорозрядного числа в двійковому коді (0;1). Висока сумісність тригера з методами інтегральної технології.

Симетричні тригери на біполярних транзисторах.

Схема симетричного тригера з лічильним входом та зовнішнім зміщенням.

Мал. 113. Схема симетричного

тригера на біполярних транзисторах.

В схемі з лічильним входом керуючі імпульси подаються одночасно на бази обох транзисторів.

Для подачі напруги зміщення, використовується додаткове джерело Е_б.

Тригер – двокаскадний підсилювач, вихід якого замкнено на вхід (перехресний додатній зворотній зв’язок).

Тригер має два стійких стана: V1 – закритий, V2 – відкритий, та навпаки.

Робота схеми.

Одним з стійких станів схема встановлюється довільно після підключення схеми до джерела струму Е_к.

Нехай в початковому стані транзистор VT2 закритий. Тоді на його колекторі додатній потенціал близький до Е_к. Цей потенціал через R зворотного зв’язку прикладається стан насичення (відкриває). Так як потенціал колектора VT1 U_{к е нас.} близький до 0, то на базу VT2 від Е_б через дільник R, R_б подається від’ємна напруга , що надійно закриває транзистор VT2. Такий стан тригера стійкий. Він продовжується до надходження керуючого імпульсу.

При надходженні від’ємного імпульсу стан VT2 не зміниться, а VT1 виходить з стану насичення (робоча точка з області насичення переходить на межу активної області) і відновлюються його підсилювальні властивості. При цьому I_к1 зменшується, а напруга не збільшується. Додатне збільшення колекторної напруги VT1 подається на базу VT2.

Коли вона стане на базі більша, то VT2 відкриється і її підсилювальні властивості відновляться. Обидва транзистора знаходяться в підсиленому режимі. З цього моменту починається скидання тригера.

Зменшення струму І_к1 приводить до збільшення додатної напруги на колекторі VT1, яка передається на базу VT2, викликаючи його форсироване відкриття. При цьому струм збільшується, а напруга зменшується. Цей приріст від’ємного потенціалу передається на базу транзистора VT1, що ще більше його замикає. І_к1 зменшується. Це закінчується тим, що VT1 закривається, а VT2 відкривається. Так як тригер симетричний VT1=VT2, то другий стан також стійкий. При подачі наступного керуючого імпульсу тригер знову переключається.

Мал. 114. Часові діаграми

З тимчасової діаграми видно, що при надходженні двох імпульсів на вхід, на виході лише один імпульс. Отже тригер, формуючи прямокутні імпульси на виході, поділяє кількість імпульсів на два, що обумовило його застосування, як дільник частоти.

Конденсатор С для прискорення регенерації (зменшення тривалості фронтів вихідних імпульсів).

Запуск тригера можливий також у режимі окремих входів. В цьому випадку тригер перекидається при почерговій подачі на базу кожного транзистора імпульсів однієї полярності або на базу одного з транзисторів імпульсів чергової полярності.

У цій схемі немає додаткового джерела зміщення.

Мал. 115.Схема тригера з

окремими входами .

Схема тригера в інтегральному виконанні

Мікросхема 221ТР1. Сигнали керування для запуску тригера по одному входу надходять через логічну схему І. Для покращання умов узгодження тригера з навантаженням вихідні імпульси знімають з його виходу через емітерний повторювач на транзисторі VT3.

Мал. 116. Схема тригера в інтегральному

виконанні (мікросхема 22ІТР1).

Лекція № 6