Принцип работы и разновидности триггеров

В основе любого триггера (англ. — “тrigger” или “flip-flop”) лежит схема из двух логических элементов, которые охвачены положительными обратными связями (то есть сигналы с выходов подаются на входы). В результате подобного включения схема может находиться в одном из двух устойчивых состояний, причем находиться сколь угодно долго, пока на нее подано напряжение питания.

 

Рис. 7.1.  Схема триггерной ячейки

Пример такой схемы (так называемой триггерной ячейки) на двух двухвходовых элементах И-НЕ представлен на рис. 7.1. У схемы есть два инверсных входа: –R — сброс (от английского Reset), и –S — установка (от английского Set), а также два выхода: прямой выход Q и инверсный выход –Q.

Для правильной работы схемы отрицательные импульсы должны поступать на ее входы не одновременно. Приход импульса на вход -R переводит выход -Q в состояние единицы, а так как сигнал -S при этом единичный, выход Q становится нулевым. Этот же сигнал Q поступает по цепи обратной связи на вход нижнего элемента. Поэтому даже после окончания импульса на входе -R состояние схемы не изменяется (на Q остается нуль, на -Q остается единица). Точно так же при приходе импульса на вход -S выход Q в единицу, а выход -Q — в нуль. Оба эти устойчивых состояния триггерной ячейки могут сохраняться сколь угодно долго, пока не придет очередной входной импульс, — иными словами, схема обладает памятью.

Если оба входных импульса придут строго одновременно, то в момент действия этих импульсов на обоих выходах будут единичные сигналы, а после окончания входных импульсов выходы случайным образом попадут в одно из двух устойчивых состояний. Точно так же случайным образом будет выбрано одно из двух устойчивых состояний триггерной ячейки при включении питания. Временная диаграмма работы триггерной ячейки показана на рисунке.

17.

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.

По типу выходного напряжения стабилизаторы делятся на стабилизаторы постоянного тока и переменного тока. Как правило тип питания (постоянный либо переменный ток) такой же, как и выходное напряжение, хотя возможны исключения.

 Стабилизация напряжения необходима, если нужно добиться на устройстве неизменяемости напряжения питания при изменнениях напряжения на первичных источниках (сеть, батарея).Добится идеальной стабилизации нельзя, можно только ослабить дестабилизирующие воздействие на напряжение источника питания. Теперь само определение стабилизации напряжения 

Стабилизаторы напряжения предназначены для защиты оборудования от нестабильной подачи электроэнергии, высоковольтных импульсов, сбоев в сети, высокочастотных помех.

По принципу установки делятся на три основных вида: электромеханические, электронные, феррорезонансные (как правило, выпускаются только в трехфазном исполнении).

В зависимости от конструкции можно выделить стабилизаторы напряжения трехфазные (380В), двухфазные, однофазные (подходят для однофазной сети (220В)).

Принципы работы.

• 1. Электромеханический стабилизатор. Он имеет блок управления, который отслеживает напряжение на входе стабилизатора и при его понижении с помощью механического привода перемещает "бегунок" вниз по схеме. При достижении 220В на выходе, блок управления останавливает "бегунок". При повышении напряжения на входе блок управления с помощью механического привода перемещает "бегунок" вверх по схеме.

• 2. Электронный стабилизатор. Принцип его действия основан на переключении обмоток автотрансформатора, в зависимости от входного напряжения, которое отслеживает блок управления.

• 3. Феррорезонансный стабилизатор. В основе его принципа работы является использование резонанса индуктивностей. Выходное напряжение изменяется плавно (без ступеней), с достаточно большой точностью, ко всему этому он имеет достаточно высокое быстродействие и надежность.

Они подразделяются в зависимости от рода напряжения на стабилизаторы постоянного и переменного напряжения, а по принципу на стабилизаторы параметрические и компенсационные   Основными параметрами стабилизаторов постоянного напряжения являются:

1. Коэффициент стабилизации по входному напряжению - отношение относительных приращений напряжений на входе и на выходе стабилизатора:

Kcт = ΔUвхUвых/ΔUвыхUвх ,

где ΔUвх , ΔUвых - приращение входного и выходного напряжения стабилизатора

при неизменном токе нагрузки.

Uвх, Uвых - номинальное входное и выходное напряжение стабилизатора

2. Внутреннее сопротивление стабилизатора ri, равное отношению приращения выходного напряжения ΔUвых к приращению тока нагрузки ΔIн при неизменном входном напряжении:

ri = -ΔUвых/ΔIн

Зная внутреннее сопротивление, которое может достигать тысячных долей ома, можно определить изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки.

3. Коэффициент сглаживания пульсаций:

g = Uвх.m1Uвых/Uвых.m1Uвх

где Uвх.m1, Uвых - амплитуды пульсаций входного и выходного

напряжений стабилизатора.

18.

Кроме логических элементов для построения цифровых систем требуются элементы памяти для хранения двоичной информации в течение требуемого времени. Основу элементов памяти составляют триггеры.

Триггер - это электрическая схема, имеющая два устойчивых состояния, которые устанавливаются при подаче соответствующей комбинации сигналов на управляющие входы триггера и сохраняющиеся в течение заданного времени после окончания действия этих сигналов. Триггер - логическое устройство способное хранить 1 бит данных. Триггер является основным компонентом более сложных устройств, таких как: счетчики, сдвиговые регистры, и регистры памяти.

RS-триггер имеет два управляющих входа S и R выполняющие функции установки Q=1 при S=1 и R=0 и сброса в состояние Q=0 при S=0 и R=1 при S=R=0 триггер работает в режиме хранения при S=R=1 - запрещенная комбинация (установка и сброс одновременно) т. к. приводит к неопределенности состояния Q.

R	S	Qn	Qn+1
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	X
1	1	1	X

Характеристическое уравнение RS-триггера: Qⁿ⁺¹=R v (S v Qⁿ) v S

Подставив в это уравнение все возможные комбинации входных переменных S и R получим значения Qⁿ⁺¹. Полную таблицу можно преобразовать:

R	S	Qn+1
0	0	Qn
0	1	1
1	0	0
1	1	X

RS-триггеры могут быть асинхронными и синхронными, синхронизируемые уровнем либо фронтом синхросигнала.

Асинхронный RS-триггер:

Синхронный RS-триггер синхронизируемый уровнем

Синхронный RS-триггер синхронизируемый фронтом

Асинхронный RS-триггер на "И-НЕ"

Асинхронный RS-триггер на "ИЛИ-НЕ"

Синхронный RS-триггер на "И-НЕ"; "ИЛИ-НЕ"