8.1 Асинхронные rs-триггеры на элементах и-не

Триггер - класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера легко распознаётся по значению выходного напряжения. По характеру действия триггеры относятся к импульсным устройствам — их активные элементы (транзисторы, лампы) работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время.

Отличительной особенностью триггера как функционального устройства является свойство запоминания двоичной информации. Под памятью триггера подразумевают способность оставаться в одном из двух состояний и после прекращения действия переключающего сигнала. Приняв одно из состояний за «1», а другое за «0», можно считать, что триггер хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.

При изготовлении триггеров применяются преимущественно полупроводниковые приборы (обычно биполярные и полевые транзисторы).Используются, в основном, в вычислительной технике для организации компонентов вычислительных систем: регистров, счётчиков, процессоров, ОЗУ.

RS-триггер - триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы.

Асинхронные RS-триггеры являются наиболее простыми триггерами. В качестве самостоятельного устройства применяются редко, но являются основой для построения более сложных триггеров. В зависимости от логической структуры различают RS-триггеры с прямыми и инверсными входами.Триггеры такого типа построены на двух логических элементах: ИЛИ-НЕ - триггер с прямыми входами, И-НЕ - триггер с инверсными входами.Выход каждого из логических элементов подключен к одному из входов другого элемента, что обеспечивает триггеру два устойчивых состояния.

При подаче единицы на вход S (от англ. Set — установить) выходное состояние становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход R (от англ. Reset — сбросить) выходное состояние становится равным логическому нулю. Состояние, при котором на оба входа R и S одновременно поданы логические единицы, в некоторых случаях является запрещённым, при такой комбинации RS-триггер переходит в третье состояние QQ=00. Одновременное снятие двух «1» практически невозможно. При снятии одной из «1» RS-триггер переходит в состояние, определяемое оставшейся «1». Таким образом RS-триггер имеет три состояния, из которых два устойчивых (при снятии сигналов управления RS-триггер остаётся в установленном состоянии) и одно неустойчивое (при снятии сигналов управления RS-триггер не остаётся в установленном состоянии, а переходит в одно из двух устойчивых состояний).

RS-триггер используется для создания сигнала с положительным и отрицательным фронтами, отдельно управляемыми посредством стробов, разнесённых во времени. Также RS-триггеры часто используются для исключения так называемого явления дребезга контактов.

8.4 Критерий Найквиста.

Для исследования устойчивости замкнутой системы необходимо знать АФЧХ разомкнутой системы.

- передаточная функция разомкнутой системы (разомкнута главная обратная связь).

F(p)=1+W_p(p)=

Характеристический полином замкнутой системы – числитель, характеристический полином разомкнутой системы – знаменатель. Степень полинома Н(р) – n, а стенпень полинома К(р) – m, причем n≥m. Н(р)+К(р)n.

Рассмотрим различные случаи разомкнутой системы.

Разомкнутая система устойчива:

Система будет устойчива, если функции F(jw) при изменении частоты от 0 до +∞ будет =0.

Для I-го (не охватывает начало координат, а также 4 квадранта)

Для II-го (охватывает начало координат, а также 4 квадранта)

Параллельно смещая всю АФЧХ влево из точки (-1, j0) получаем для замкнутой системы (неустойчивая система).

В случае, если разомкнутая система устойчива, то для устойчивости соответствующей ей замкнутой системы необходимо и достаточно, чтобы радиус вектора проведенного к АФЧХ из точки (-1, j0) при изменении частоты от 0 до +∞ было равно 0.

Разомкнутая система неустойчива:

Имеет m корней, находящихся в правой полуплоскости.

, где n – общее количество корней характеристического уравнения, m – число правых корней. , для положительных

Для устойчивости замкнутой системы должно выполняться равенство