3. Расчет электрических параметров макета
Поскольку в техническом задании на данный курсовой проект не было указано на необходимость расчета таких составных частей макета как блок питания и тактовый генератор, то нам остается лишь рассчитать номиналы сопротивлений для блока индикации. Расчет триггера на транзисторах приведен в литературе [1, с.224], поэтому рассчитанные номиналы мы берем из этого расчета.
Для индикации различных одиночных сигналов высокого уровня выбираем светодиоды типа АЛ336Б. Максимальный ток для такого диода равен 10мА. Максимальное напряжение 2В. Напряжение нашего блока питания составляет 5В. Таким образом, по закону Ома (см. рис. 3.1) величина сопротивления в цепи светодиода вычисляется следующим образом.
Рисунок 3.1 - Цепь светодиода для блока индикации
Ом.
Таким образом, резисторы для блока индикации выбираем типа МЛТ-0,5-300 Ом.
4. Разработка принципиальной схемы лабораторного макета
.1 RS-триггер на дискретных элементах (транзисторах)
В качестве транзисторного триггера будет использован симметричный триггер с автоматическим смещением. Принципиальная схема этого триггера приведена на рис. 4.1.
Рисунок 4.1 - Схема электрическая принципиальная симметричного триггера с автоматическим смещением
Напряжение, запирающее транзистор, можно получать не от специального источника, а с резистора RЭ в общей эмиттерной цепи (см. рис. 3.1). Действительно, ток открытого транзистора создает на этом резисторе напряжение, которое через резистор RБ прикладывается между базой и эмиттером другого транзистора, запирая его. Чтобы устранить отрицательную обратную связь во время формирования фронтов импульсов, резистор RЭ шунтируют конденсатором CЭ.
В рассматриваемой схеме потенциал эмиттера UЭ через насыщенный транзистор передается его коллектору. Вследствие этого потенциал коллектора меняется от uК ≈ - ЕК (транзистор заперт) до uК ≈ - UЭ (транзистор открыт). В результате амплитуда формируемого импульса Um = ЕК - UЭ, что меньше амплитуды импульса Um ≈ ЕК на выходе схемы.
Триггер имеет два выхода. Потенциалы на них взаимно инвертированы: высокий потенциал на одном выходе соответствует низкому потенциалу на другом (см. рис.4.2). Один выход называют прямым (его обычно обозначают Q или Р), другой - инверсным (обозначают Q или Р).
Рисунок 4.2 - Временные диаграммы работы триггера
О состоянии триггера судят по состоянию его прямого выхода. Если на нем установился высокий потенциал, кодируемый логической единицей, то говорят, что триггер находится в единичном состоянии, и часто обозначают это как Q=1 (или Р=1). Один вход, по которому запускающий импульс переключает триггер в состояние Q=1, называют входом установки триггера в единицу и обозначают S. Другой называют входом установки триггера в нуль и обозначают R. Входы S и R являются информационными: через них в триггер поступает информация, выраженная наличием или отсутствием переключающего сигнала.
Триггер, показанный на рис. 4.1 называют триггером с установочными входами или RS-триггером. Условное графическое обозначение (УГО) его приведено на рис. 4.3; здесь верхний выход триггера - прямой, нижний (с кружком) - инверсный.
Рисунок 4.3 - Условное графическое обозначение RS-триггера
В рассмотренном триггере сигналы на входах продолжают воздействовать на его элементы после переключения триггера; такие входы называют статическими. После переключения других типов триггеров такое воздействие (за счет конструктивных особенностей внутренней структуры) прекращается; в этом случае входы называют динамическими и обозначают их косой черточкой.