резисторовR1 = R2 = 2,2 МОмиконденсаторовС1 = С2 = 0,022 мкФ

частотаследованияимпульсов10 Гц.

Если требуется высокая стабильность частоты, мультивибрато-

ры стабилизируют кварцевыми резонаторами (рис. 9.19). Резисто-

ры R1 и R2 с сопротивлением 430 Ом обеспечивают линейный ре-

жим работы инверторов DD1.1 и

DD1.2 (К155ЛН1). Частота авто-

колебанийстабилизированарезо-

натором Р1, резонансная частота

которого может меняться от 4000

Гц до 2000 кГц, что обеспечивает

период следования импульсов со-

ответственно от 250 до 0,5 мкс.

Одновибратор

Для формирования требуемой

крутизны фронтов выходного им-

пульса в схемах одновибраторов

частоприменяютцепиположитель-

нойобратнойсвязи. Необходимую

Рис. 9.20. Схема одновибратора с

длительностьимпульсаобеспечива-

интегрирующей цепью задержки ют различными времязадающими

(а) и его временные диаграммы (б)

цепочками. В схеме 9.18, а в каче-

стве элемента временной задержки

используется интегрирующая цепьR1C1 (рис. 9.20, а). Висходномсо-

стоянии конденсатор С1 заряжен до напряжения логической 1. С по-

ступлением на вход положительного перепада напряжения на обоих

входах DD1.2 — логические 1, на выходе — логический 0. Поскольку

навыходе1.1 устанавливаетсялогический0, конденсаторС1 разряжа-

ется и напряжение на нем уменьшается. В момент равенства этого на-

пряжения пороговому Uпор элемент DD1.2 переключается висходное

состояние и на выходе установится логическая 1 (рис. 9.20, б).

9.8. Триггеры

Триггеромназываетсяустройство, обладающееустойчивымипо-

ложениями, переход в которые происходит под действием входных

управляющих сигналов. В основе всех триггерных схем лежит двух-

226

каскадныйусилительпостоянноготока, охваченныйположительной

обратной связью. Если оба усилителя имеют одинаковые парамет-

ры, такой триггер называется симметричным, если разные — несим-

метричным. Триггеры могут работать в схемах переключения, хра-

ненияполученнойинформациикакзапоминающиеустройства, всхе-

махцифровыхсчетчиковчислаимпульсоватакжевсхемахдатчиков

времени и делителя частоты. Триггер в устойчивых состояниях мо-

жетнаходитьсядлительноевремя. Приподачеуправляющегосигна-

ла на вход триггера происходит переход из одного состояния в дру-

гое. Процесс перехода триггера из одного положения в другое назы-

вается его переключением, или опрокидыванием и сопровождается

изменением потенциала на выходе триггера. Так как длительность

переключения триггера очень мала (микросекунды), изменение по-

тенциалов на его выходе имеет характер перепада напряжения.

Триггеры на транзисторах

1. Симметричный триггер на транзисторах

Рассмотрим работу триггера, выполненного на двух транзисто-

рах VТ1 и VТ2 (см. 9.21, а). Обратная перекрестная связь обеспечи-

вается резистора RБ1 и RБ2. Для ускорения процесса переключения

резисторы шунтируют конденсаторами С1 и С2. Резисторы RК1 и

RК2 коллекторные нагрузки транзисторов VТ1 и VТ2.Управляется

Рис. 9.21. Схема симметричного триггера на транзисторах (а) и его

временные диаграммы (б)

227

Рис. 9.22. Амплитудная характеристика (а) и схема триггера с эмиттерной

связью (б)

мыоднаколлекторно-базоваяцепь связи заменена эмиттерной свя-

зью. Она образуется резистором эмиттерной цепи, вследствие чего

незначительно влияние нагрузки на работу триггера.

Схема имеет два устойчивых состояния. В одном из них транзи-

сторVT1 открыт, аVT2 закрыт, авдругом, наоборот. Переводтриг-

гераизодногоустойчивогосостояниявдругоеосуществляетсявне-

шнимнапряжениемUвх, подводимымквходутранзистораVT1. схе-

ма сохраняет одно из двух устойчивых состояний до тех пор, пока

диапазон изменения входного напряжения не будет равен интервалу

между нижним и верхним порогами срабатывания, следовательно,

триггер с эмиттерной связью является схемой индикации уровня.

Триггер Шмитта работает следующим образом. Предположим,

в исходном состоянии Uвх = 0, с делителя RК1, R1, R2 на базу тран-

зистора VT2 подаётся отрицательное смещение, поэтому транзис-

тор VT2 открыт и насыщен. Транзистор VT1 закрыт напряжением

смещения, которое возникает на резисторе RЭ за счёт тока транзи-

стора VT2. Выходное напряжение

Uвых = ЕК RЭ/(RК2 + RЭ).

(9.25)

При увеличении отпирающего напряжения (рис. 9.22, а) до зна-

чения Uвх = U1 первый транзистор открывается, потенциал егокол-

лектора повышается, а ток базы транзистора VT2 уменьшается.

Когда напряжение Uвх = U2 транзистор VT2 выйдет из режима на-

сыщения и завершится лавинообразный процесс перехода схемы в

устойчивое состояние, при котором транзистор VT1 будет открыт

229

и насыщен, а VT2 закрыт. Дальнейшее увеличение отпирающего

напряжения на входе схемы уже не вызовет изменения выходного

напряжения. Напряжение U1 называется напряжением срабатыва-

ния. В исходное состояние схема вернётся в том случае, когда вход-

ное напряжение снизится до значения запирания транзистора VT1,

практически до некоторого значения Uвх = Uз < U2.

На рис. 9.22, бвременные диаграммы, поясняющие работу триг-

гера Шмитта.

Триггер на туннельных диодах

Существенное повышение быстродействия триггеров достигает-

сяприиспользовании туннельных диодов. Нагрузочная прямая тун-

нельногодиодаможетпересекать

его вольт-амперную характерис-

тику в трех точках, две из кото-

рых (1 и 2) соответствуют устой-

чивым состояниям (рис. 9.23).

Поэтомупереводсхемнатуннель-

ных диодах из одного устойчиво-

госостояниявдругоепроисходит

скачком. Благодаря этому свой-

ствубыстродействующиетригеры

могутбытьсобранынаодномили

Рис. 9.23. Нагрузочная характери-

двух туннельных диодах.

стика

Простейшая схема триггеров

на одном туннельном диоде

представлена нарис. 9.24. Сопро-

тивление резистора нагрузки Rн

подбираютстакимрасчетом, что-

бы нагрузочная прямая пересека-

лавольт-ампернуюхарактеристи-

ку в трех точках. Последователь-

носнагрузкойвключенакатушка

индуктивности L. Запускающий

импульс тока должен иметь выб-

росы обеих полярностей: сначала

Рис. 9.24. Схема триггера на тун-

отрицательный, а потом положи-

нельных диодах

тельный. Обычно такой импульс

230

получаютпоследифференцированияпрямоугольногоимпульса. Если

рабочая точка находится в положении 1, соответствующем устойчи-

вомусостоянию сболее высоким потенциалом, тоотрицательный за-

пускающий импульс переводит триггер на нижний изгиб характерис-

тики. Затем схема переходит скачком на восходящую ветвь с более

низким напряжением (точка 3). Ток I3

остается в первый момент рав-

нымтокуI1, таккаконпроходитчерезиндуктивность. Чтобытриггер

непереключалсяобратновсостояниесвысокимпотенциалом, ампли-

туда положительного выброса не должна превышать разности токов

I4—I3. С увеличением тока через индуктивность рабочая точка пере-

мещается во второе устойчивое состояние (точка 2). С приходом сле-

дующего отрицательного импульса схема не изменит свое состояние,

но продолжительный импульс перебросит ее в первое устойчивое со-

стояниесвысокимпотенциалом. Дляэтогоамплитудаположительно-

го импульса должна быть больше разности токовI4—I2.

Токпервогодиода, достигнувмаксимума(точка4 нарис. 9.23), скач-

ком перейдет в правую ветвь характеристики. Ток второго диода со-

ответственно увеличится, оставаясь в пределах правой характеристи-

ки. После окончания импульса токи диодов будут уменьшаться, при-

чем рабочая точка первого диода окажется во втором устойчивом

состоянии (точка 1) с более высоким потенциалом. Ток второго дио-

да, достигнувзначенияImin, скачкомперейдетналевуюветвьхаракте-

ристики(точка6), азатемувеличитсядоустойчивогосостояниясниз-

ким потенциалом (точка 2). Рабочие токи диодов как бы поменяются

местами. При следующих запускающих импульсах процесс будет по-

вторяться. Схемаможетзапускатьсяиимпульсамиотрицательнойпо-

лярности. Приэтомвпроцессепереводаизодногосостояниявдругое

рабочие точки обоих диодов переходят на левую ветвь характеристи-

ки, а затем меняются местами.

Триггер на тиристорах

Все ранее рассмотренные тригге-

ры обладают сравнительно неболь-

шой выходной мощностью. Тригге-

ры на тиристорах применяют для

полученияболеевысокойвыходной

мощности (рис. 9.25).

Рис. 9.25. Схема триггера на ти-

ристорахсраздельнымзапуском

231

При подаче положительного импульса на вход 1 первый тиристор

открывается. КонденсаторСзаряжается(токзаряданарис. 9.25 указан

сплошной линией). Второйтиристор остаётся закрытым. Триггер при-

нимаетпервоеустойчивоесостояние. Приподачеположительного им-

пульсанавход2 второйтиристороткрывается. КонденсаторСпереза-

ряжается (ток перезаряда на рис. 9.25 указан пунктирной линией). В

моментначалаперезарядаконденсатораСпервыйтиристорзакрывается

отрицательным импульсом, который поступает с обкладки конденсато-

ра.Триггерпринимаетвтороеустойчивоесостояние.Такимобразом,при

подаче поочередно на входы сигналы положительной полярности (рис.

9.25) происходитпереключение тиристоровисоответственно появление

навходахнеобходимыхимпульсов.

Рис. 9.26. Триггеры с раздельным запуском (а) и общим запуском (б)

Способы запуска триггеров

Запусктриггераможноосуществитьпутемподачиимпульсовраз-

ной полярности на базу одного из транзисторов. Этот так называе-

мый раздельный запуск. Диоды VD3 и VD4 (см. рис. 9.26, а) включе-

нывсхемудляисключениявоздействиянатриггеримпульсовобрат-

ной полярности, появляющихся на выходе RС-цепи в момент

окончаниявходногоимпульса. Запусктриггераможетосуществлять-

ся как через базовые цепи транзистора, так и через коллекторные по

232