5. Универсальный jk-триггер

JK-триггер (рис. 8.18) имеет два информационных входа J и K, а также один тактируемый вход С. Этот триггер может выполнять роль RS-, D- или Т-триггера, в чем и состоит его универсальность.

RS-триггер получают подачей на вход J сигнала S, а на вход K сигнала R, т.е. J ≡ S, K ≡ R (рис. 8.18, а). Особенностью RS-триггера на базе JK-триггера является возможность комбинации S = R = 1, при которой триггер переходит в противоположное состояние.

D-триггер создается введением инвертора в цепь входа K (рис. 8.18, б).

Если входы J и K объединить и подать на них счетные импульсы Т, получим Т-триггер (рис. 8.18, в).

6. Область применения триггеров

Интегральные триггеры применяют при построении более сложных функциональных устройств: счетчиков импульсов, регистров, запоминающих устройств, делителей частоты повторения импульсов и т.п.

6. Компараторы

   1. Компаратор на операционном усилителе

Компаратором называют устройство, предназначенное для сравнения двух напряжений, поступающих на его входы (англ. compare – сравнивать). Компаратор может быть собран на отдельном операционном усилителе (рис. 8.19, а), также выпускаются в виде специализированных интегральных микросхем (рис. 8.19, б).

В компараторе происходит сравнение измеряемого входного U_вх и опорного U_оп напряжения. Входное напряжение изменяется во времени, опорное напряжение представляет собой неизменное по величине напряжение положительной или отрицательной полярности, которое формируется с помощью делителя напряжения или стабилитрона.

Входное напряжение ОУ представляет собой разность напряжений

U0 = Uвх – Uоп,

(8.11)

и определяет передаточную характеристику компаратора U_вх = f(U_вх) при U_оп = const, приведенную на рис. 8.19, в.

При U_вх < U_оп напряжение U₀ < 0, в связи с чем выходное напряжение U_вых = +U_вых.max. При U_вх ≥ U_оп напряжение U₀ > 0 происходит изменение полярности напряжения на выходе ОУ на –U_вых.min:

(8.12)

Если источники входного и опорного напряжений в схеме (рис. 8.19, а) поменять местами или изменить полярность их подключения, то произойдет инверсия передаточной характеристики компаратора:

(8.13)

2. Компаратор с положительной обратной связью (триггер Шмитта)

Широкое применение получил компаратор, в котором ОУ охвачен положительной обратной связью – триггер Шмитта (рис. 8.20, а). В отличии от обычного компаратора у триггера Шмита не совпадают уровни включения и выключения на величину, называемую гистерезисом переключения.

Триггер Шмитта предназначен для формирования напряжения прямоугольной формы из входного напряжения произвольной формы и является пороговым элементом. Схема триггера может выполняться на базе ОУ, а также выпускается в виде специализированной интегральной микросхемы, условное обозначение которой приведено на рис. 8.20, б.

У инвертирующего триггера Шмитта (рис. 8.20, а) звено ПОС образовано резисторами R₁ и R₂. Его передаточная характеристика представлена на рис. 8.20, в. Переключение схемы в состояние –U_вых.min происходит при достижении входным напряжением U_вх порога срабатывания U_ср, а возвращение в исходное состояние +U_вых.max – при снижении U_вх до уровня отпускания U_отп.

Значения пороговых напряжений зависят от сопротивлений делителя выходного напряжения:

;	(8.14)
,	(8.15)

откуда ширина зоны гистерезиса

.

(8.16)

У неинвертирующего триггера Шмитта звено ПОС включается между выходом и неинвертирующим входом.