Обрезано -у

-(--■/г-

I

Обрезано

Рис. 30-19. Последовательный Рис. 30-20. Выходной сигнал при

Диодныи ограничитель со смещением.

Перемене полярности диода и ис­точника смещения в смещенном последовательном диодном огра­ничителе.

Обрезано

Аг

А7-

л

Обрезано

Рис. 30-21. Параллельный диодный ограничитель.

Рис. 30-22. Перемена полярнос­ти диода в параллельном диод­ном ограничителе.

Обрезано

7

Аг

Ат-

\

Обрезано

Рис. 30-23. Параллельный диодный ограничитель со смещением.

Рис. 30-24. Перемена полярнос­ти диода и источника смещения в смещенном параллельном ди­одном ограничителе.

"1

Ол-

лл.

Обрезано

7_

\

Обрезано

\

Ат

\

Обрезано

Обрезано

Рис. 30-25. Ограничитель, ис­пользуемый для ограничения сигнала и с положительной, и с отрицательной сторон.

Рис. 30-26. Другая схема огра­ничителя, ограничивающая ам­плитуду сигнала как с положи­тельной стороны, так и с отри­цательной.

На рис. 30-26 изображена другая схема ограничителя, ограничивающего сигнал как с положительной стороны, так и с отрицательной с помощью двух стабилитронов. Выходной сигнал ограничен с двух сторон напряжениями стабилизации стабилитронов. Между этими пределами ни один стабилитрон не проводит и входной сигнал проходит на выход.

Иногда желательно изменить уровень отсчета постоян­ного тока для сигнала переменного тока. Уровень отсчета постоянного тока — это уровень, относительно которого из­меряется сигнал переменного тока. Фиксатор может ис­пользоваться для фиксации верхнего или нижнего значе­ния сигнала при заданном постоянном напряжении. В от­личие от ограничителя сигнала, фиксатор не изменяет форму сигнала. Диодный фиксатор (рис. 30-27) называют восстановителем постоянной составляющей. Эта цепь обыч­но используется в радиолокаторах, телевидении, телеком­муникациях и в компьютерах. В изображенной цепи на вход подан сигнал прямоугольной формы. Назначение цепи — ограничить максимальное значение сигнала напря­жением 0 вольт без изменения формы сигнала.

Cl

+ю в о

-10 В

ов

TU

-20 в

Ш-

Рис. 30-27. Диодный фиксатор.

29. 2. Вопросы

1. Нарисуйте схемы следующих RC цепей:

а. Дифференцирующей;

б. Интегрирующей.

2. Каковы функции дифференцирующей и интегрирующей цепей?

3. Нарисуйте схемы следующих цепей:

а. Ограничителя;

б. Фиксатора.

4. Каковы функции ограничителя и фиксатора?

5. Для чего применяются следующие цепи:

а. Дифференцирующая;

б. Интегрирующая;

в. Ограничитель;

г. Фиксатор.

30. 3. Цепи специального назначения

Префикс моно- означает одно. Моностабильный муль­тивибратор имеет только одно стабильное состояние. Его иначе называют ждущим мультивибратором, так как он выдает только один выходной импульс для каждого вход­ного импульса. Выходной импульс обычно длиннее вход­ного. Следовательно, эта цепь может также называться расширителем импульсов. Обычно схема используется, как логический элемент в компьютерах, электронных схемах управления и в коммуникационном оборудовании.

На рис. 30-28 изображена схема моностабильного муль­тивибратора. Цепь обычно находится в стабильном состо­янии. Под воздействием входного пускового сигнала, она переключается в нестабильное состояние. Время нахожде­ния схемы в нестабильном состоянии определяется посто-

+v_cc?

-о Выход

Рис. 30-28. Моностабильный мультивибратор.

янной времени RC цепочки, состоящей из резистора R₂ и конденсатора С_г Конденсатор С₂ и резистор R₅ образуют дифференцирующую цепь, преобразующую входной им­пульс в положительный и отрицательный пики. Диод позволяет пройти только отрицательному пику, включаю­щему цепь.

Бистабильный мультивибратор — это мультивибратор, имеющий два стабильных состояния (би- означает два). Эта цепь требует двух входов для завершения полного цикла. Импульс, поданный на один вход устанавливает цепь в одно из стабильных состояний. Импульс на другом входе переустанавливает цепь в другое стабильное состояние. Эта цепь часто называется триггером из-за своего режима ра­боты.

Основная триггерная схема генерирует прямоугольные колебания для использования в качестве стробирующих или синхронизирующих сигналов для операций переклю­чения в схемах двоичных счетчиков (рис. 30-29). В сущ­ности, это два транзисторных усилителя, у которых вы­ход каждого транзистора связан со входом другого. Ког­да на вход установки подается входной сигнал, транзистор Q, открывается и запирает транзистор Q₂. Когда транзи­стор Q₂ закрыт, он подает положительный потенциал на базу транзистора Q_r удерживая его в открытом состоянии. Если теперь подать импульс на вход сброс, транзистор Q₂

откроется, запирая транзистор Q_r Запертый транзистор Qj удерживает транзистор Q₂ открытым.

Триггеры, собранные из дискретных компонентов, в на­стоящее время применяются редко. Однако интегральные микросхемы триггеров находят широкое применение. Это, возможно, наиболее важная цепь в цифровой электрони­ке, используемая для деления частоты, хранения данных, их счета и обработки.

Другую бистабильную цепь представляет собой триггер Шмитта (рис. 30-30). Одним из применений триггера Шмит­та является преобразование синусоидальных, пилообраз­ных и других колебаний в колебания прямоугольной фор­мы. Эта цепь отличается от обычного бистабильного мультивибратора тем, что одна из цепей связи заменена ре­зистором (R₃), общим для обоих эмиттеров, и это обеспе­чивает дополнительное восстановление сигналов для уско­рения работы цепи и спрямляет передний и задний фрон­ты выходных импульсов.

1. Что такое моностабильный мультивибратор?

2. Нарисуйте схему ждущего мультивибратора.

3. Что такое бистабильный мультивибратор?

4. Нарисуйте схему триггера.

5. Чем триггер Шмитта отличается от стандартного бис­табильного мультивибратора?

РЕЗЮМЕ

• Форма сигналов может быть изменена с помощью раз­личных электронных цепей.

• Частотный анализ показывает, что все периодические сигналы состоят из синусоид.

• Периодические сигналы имеют одинаковую форму во всех циклах.

• Только синусоиды не искажаются RC, RL и LC цепями.

• Частотный анализ показывает, что несинусоидальные периодические сигналы состоят из синусоид основной частоты и комбинации четных и нечетных гармоник.

• Прямоугольные периодические колебания состоят из ос­новной частоты и бесконечного количества нечетных гармоник.

• Пилообразные периодические колебания состоят из ос­новной частоты и четных и нечетных гармоник, пере­секающих ось координат со сдвигом по фазе на 180 гра­дусов по отношению к основной частоте.

• Период сигнала измеряется интервалом времени от лю­бой точки цикла до такой же точки следующего цикла.

• Длительность импульса — это длина импульса по оси времени.

• Скважность — это отношение длительности импульса к его периоду.

• Время нарастания импульса — это время, необходимое для увеличения импульса от 10% до 90% от величины максимальной амплитуды.

• Время спада импульса — это время, за которое импульс уменьшается от 90% до 10% от величины максималь­ной амплитуды.

• Положительный выброс, отрицательный выброс и «звон» нежелательны в цепи и существуют вследствие несовер­шенства цепей.

• RC цепь может быть использована для изменения фор­мы сложного колебания.

• Если параллельно выходу RC цепи подключен резистор, то цепь называется дифференцирующей.

• Если параллельно выходу RC цепи подключен конден­сатор, то цепь называется интегрирующей.

• Цепи ограничения используются для обрезания пиков приложенного сигнала или для поддержания постоян­ной амплитуды.

• Цепи фиксации используются для фиксации верхнего или нижнего значения сигнала при заданном постоян­ном напряжении.

• Моностабильный мультивибратор (ждущий мультивиб­ратор) выдает только один выходной импульс для каж­дого входного импульса.

• Бистабильные мультивибраторы имеют два стабильных состояния и называются триггерами.

• Триггер Шмитта — это бистабильный мультивибратор специального назначения.