4) большая надежность. Недостатки устройства:
1)сравнительно малое быстродействие, связанное с инер ционностью процессов перемагничивания ферритовых сердеч ников;
2)возможность использования только импульсных сигна
лов;
3)отсутствие усиления по мощности.
4.Конъюнктор на транзисторах В этом устройстве в качестве ключевых элементов исполь
зуются транзисторы. |
Схема конъюнктора приведена на |
рис. 12.13. Транзисторы |
77, Т2 являются ключевыми элемен- |
-Е*
Рис. 12.13 |
|
|
тами и включены по схеме эмиттерного повторителя. |
Нагру |
зочный резистор в эмиттерной цепи R3 является |
общей на |
грузкой для всех транзисторов. Резисторы 7?б, |
= |
Rf,2 == R 6 |
обеспечивают режим насыщения транзисторов в исходном со стоянии. Цепочки С1 — С2 = С; RI = R2 = R — входные цепи транзисторов.
Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, приведены на рис. 12.14.
В исходном состоянии транзисторы открыты и находятся в насыщенном режиме. Напряжение на резисторе R3 определит ся формулой
|
и„ |
Е , |
■ К , - Е к , |
(12.КІ) |
|
л. |
|
|
|
|
где
п — число входов, т. е. число открытых транзисторов; Гэ.к.и — сопротивление транзистора в режиме насыщения.
Для получения режима насыщения необходимо выполнение равенства
■_ _ sEK
— S/б.н-----^ ,
для чего необходимо выбрать напряжение источника Е6 нз ѵеловня
Еб — |
+ hRci — Е* + |
Т я Г |
£ /1 4- — |
к 1 |
+ $R3 |
Следователыю, для нормальной работы этого конъюнктора |
необходимо, |
чтобы напряжение £ б |
было больше напряже |
ния Ек. |
|
|
|
|
Если входные импульсы подаются не на все входы (момен |
ты 11, t2), то число открытых транзисторов |
уменьшается, на |
пряжение на /?э уменьшается и на выходе образуется импульс помехи. Максимальный импульс помехи образуется в случае, если открытым остается только один транзистор. При этом по тенциал на выходе схемы равен
Rs
Я э -f- Гэ.к.н
Амплитуда напряжения максимальной помехи
и а |
= {UQ- £/„-,) ~ |
Н ' ’ 1 Тэ.к.н |
Ек . |
(12.17) |
|
|
п |
|
|
При подаче положительных входных импульсов одновре менно на все входы (момент на рис. 12.14) все транзисторы запираются, ток в нагрузке прекращается. На выходе схемы образуется полезный выходной импульс, амплитуда которого примерно равна э.д.с. источника:
|
|
и пол~ Е к . |
|
(12.18) |
|
Коэффициент различимости схемы можно найти, разделив |
|
(12.18) на выражение (12.17). При этом получим |
|
|
Р |
UП О Л |
п |
R3 |
(12.19) |
|
и пом.макс |
fl |
1 Гэ.к.н |
|
|
|
|
Быстродействие конъюнктора на транзисторе |
|
|
Быстродействие устройства |
определяется быстродействием |
транзистора, а также зарядом и разрядом паразитных емкос тей (см. гл. 1).
Рассмотрим процессы заряда паразитной емкости нагруз ки С„.
В исходном состоянии эта емкость заряжена до Ек. При образовании выходного импульса все транзисторы запираются
иСп разряжается через R3. Следовательно,
—3 № •
При прекращении входного импульса транзисторы откры ваются и С„ заряжается через п открытых и параллельно включенных транзисторов, находящихся в режиме насыщения:
4 _ О Г * ^ Э .К .Н
Длительность этого переходного процесса незначительна по сравнению с длительностью /+, так как гэ.к.пС ^э- Следо
вательно, быстродействие транзисторного конъюнктора опре деляется величиной .
Достоинства и недостатки устройства
Кдостоинствам устройства относятся:
1)малый уровень помехи, достигаемый при использовании режима насыщения, так как для этого режима выполняется соотношение
Гэ.к.н ^ Ra »
2)простота согласования устройств, так как они имеют малое гвых и большое гвх;
3)возможность использования потенциальных и импульс ных сигналов.
Недостатки устройства:
1)сравнительная сложность и дороговизна, так как оно
включает п транзисторов; 2) отсутствие усиления по напряжению.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. |
Поясните работу конъюнктора по функциональной схеме, |
представленной на рис. 12.8. |
гпр -1- Rnx |
и R на напряжение |
2. |
Поясните влияние |
R0 = |
помехи н полезного |
сигнала |
в схеме, |
изображенной па |
рис. |
12.9. |
|
|
|
3.Поясните зависимость р от п в схеме рис. 12.9.
4.Поясните работу диодно-трансформаторного копъюнкто-
ра (рис. 12.11).
5.Поясните принцип действия и временные диаграммы транзисторного конъюнктора.
§12.4. ДИЗЪЮНКТОР (логическое устройство «ИДИ») I. Основные понятия
Дизъюнктор (логическое устройство «ИЛИ») имеет не сколько входов и один выход, Сигнал на выходе появляется в
том случае, если есть сигнал хотя бы на одном из входов. Схе матическое изображение дизъюнктора на два входа приведено на рис. 12.15, а.
Рис. 12.15
Значения переключательной функции дизъюнктора приве дены в табл. 12.3.
Таблица 12.3.
Значения переключательной функции дизъюнктора
Вход 1 (xj) |
Вход 2 (х2) |
Выход (у) |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Функциональная схема дизъюнктора с параллельным вклю чением ключевых элементов приведена на рис. 12.15, б. Схема включает ключевые элементы, разомкнутые при отсутствии входных сигналов. Если на один из входов или на два входа одновременно подаются входные сигналы, соответствующий ключевой элемент замыкается и образуется сигнал на выходе.
2. Диодно-резисторный дизъюнктор
Вид схемы диодно-резисторного дизъюнктора представлен на рис. 12.16. В этой схеме C1R1, C2R2 — переходные цепочки на входах, Д1, Д2 — ключевые диоды, служащие для того, чтобы входные сигналы не проходили С рдного рхдда из дру гой, Rn — сопротивление нагрузки,
Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, приведены на рис. 12.17. В исходном состоянии ток в нагрузке отсутствует. При поступлении входного импульса на вход 1 (момент t\) диод Д1 открывается и сигнал со входа передает ся на выход. Диод Д2 при этом запирается и не пропускает сигнал на второй вход. Аналогично происходит передача сиг нала при поступлении импульса на второй вход или двух им пульсов одновременно (моменты t% t3).
Количественно работа дизъюнктора характеризуется коэф фициентом передачи
|
|
|
|
Г' |
U іилхт |
|
|
|
|
|
|
к |
— и |
|
|
|
|
|
|
|
|
<-/ВХ/я |
|
|
Для диодпо-резнсторного дизъюнктора при условии |
и т \ т |
|
— 2mU |
»~x |
^ |
тI и п |
|
= |
Д ' R 'e |
получим |
__________________ _ |
|
|
|
|
К |
|
4 |
_ДпрД__^і£ |
( 12. 20) |
|
п |
I |
г п р |
К Д 1' |
1 |
|
|
|
|
/<ll+ |
|
n |
|
|
n R H |
|
где n — число одновременно подаваемых входных сигналов. Из формулы видно, что чем больше /<*„, тем больше коэф
фициент передачи К.
Быстродействие диодно-резисторного дизтнонктора
Рассмотрим быстродействие схемы. Эквивалентная схема для передачи импульса при учете паразитных емкостей диода (Кд) и нагрузки (С) представлена на рис. 12.18,«.
Рис. 12.18
Временная диаграмма, поясняющая работу устройства с учетом переходных процессов, приведена на рис. 12.18,6. При
подаче входного импульса диод открыт, формируется передний фронт, длительность которого определяется соотношением
/+ = 3 т3 = 3 — |
(С -ь Сд) - Згпр С„, |
(12.21) |
' пр |
'\н |
|
где
С„ = с -}- с д.
При прекращении входного импульса диод запирается, конденсатор С разряжается через RH. Емкость Сд подключе на параллельно С, поэтому длительность фронта определится соотношением
|
^ |
в |
З т р « 3 ( С - ! - С д) Я н . |
(12.22) |
Так как |
і~ > £+ , |
то |
определяет быстродействие схемы. |
Для |
нормальной |
работы схемы длительность |
должна |
удовлетворять условию |
|
Т
Из этого условия получим значение /?„.
sV <|2'23)
Из сравнения выражений ( 1 2 .2 0 ) и (12.23) следует, что тре бования к выбору Rn являются противоречивыми. Величину RH следует брать по возможности больше для увеличения ко эффициента передачи К. Однако величина Ru не должна быть больше значения, определяемого из соотношения (12.23). Ина че она не будет удовлетворять условию быстродействия.
3.Диодно-трансформаторный дизъюнктор
Вэтом устройстве в качестве ключевых элементов исполь зуются диоды, в качестве согласующих элементов — транс форматоры на ферритовых сердечниках. Вид схемы приведен
на рис. 12.19. Трансформаторы Трі, Тр2, ТрЗ служат для пере дачи сигналов (согласования), диоды Д1, Д2 — для разделе ния входов, цепочка ДЗ-R — для устранения паразитных коле баний в трансформаторе. Если подаются импульсы на один или несколько входов, создается импульс на выходе.
Работа устройства аналогична работе диодно-резисторного дизъюнктора и поэтому подробно не рассматривается.
4. Дизъюнктор на транзисторах
Вид схемы устройства изображен на рис. 12.20. В этой схе ме 77, Т2 — ключевые транзисторы; R1 — ограничительный резистор во входной цепи; С1 — ускоряющий конденсатор; /?, — нагрузочный резистор; R6 — резистор в цепи смещения. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, при ведены на рис. 1 2 .2 1 .
В исходном состоянии 77, Т2 заперты за счет подачи поло жительного смещения -\-Еб на базы транзисторов. Выходное напряжение Ur ~ 0. При подаче на один из входов отрица тельного импульса, соответствующий транзистор открывается и переходит в режим насыщения. Через нагрузочный резистор 7?э начинает проходить ток. На этом резисторе образуется от
рицательный импульс, по амплитуде примерно равный напря жению источника Ңк.
Рис. 12.20
Найдем амплитуду входного сигнала:
; |
: |
: |
UBX- /эR3 |
Е6 + / 9К, |
|
^вх |
|
ң |
|
Для перевода транзистора в режим насыщения ток базы дол жен быть больше тока насыщения
Зависимость входного напряжения от параметров схемы можно получить, если два приведенных выше выражения длз тока базы приравнять и решить получающееся при этом урав нение относительно f/BX. Если принять /М» — Ек, то выра жение для UHX имеет вид:
Ѵв* = Pish,, -f- |
j f ЕбА . |
(12.24) |
Таким образом, должно выполняться условие UBK> Ек.
