Триггер Шмита на транзисторах и оу
{Существует еще и другой способ управления триггером, заключающийся в том, что} используется одно входное напряжение, а переключение схемы происходит тогда, когда это напряжение принимает либо положительное, либо отрицательное значение.
Работающая по такому принципу схема называется триггером Шмитта. Простейший ее вариант показан на рис.55а. Благодаря положительной обратной связи процесс переключения схемы происходит скачкообразно, даже когда входное напряжение меняется медленно. Такая схема часто используется для преобразования синусоидального входного сигнала в меандр.
Устройство, выполняющее функции триггера Шмитта несложно собрать и на ОУ, работающем в режиме компаратора (рис.55б).
Рассмотрим работу триггера Шмитта на ОУ.
Пусть в начальный момент времени напряжение на входе равно нулю, а выходное напряжение примерно равно напряжению питания +Е. Напряжение на неинвертирующем входе будет
U1=+ER1/(R2+R1)
Если входное напряжение увеличивается, то при сравнении его амплитуды с U1 компаратор переключается. При этом
69
произойдет скачкообразное изменение выходного напряжения со значения +Е до значения -Е. Дальнейшее увеличение входного напряжения не будет изменять состояние схемы.
При уменьшении входного напряжения, при достижении им
значения
U2= -ER1(R2+R1)
произойдет скачкообразный возврат компаратора в исходное состояние, а на выходе триггера будет сформирован прямоугольный импульс.
Рис. 55. Триггер Шмита на транзисторах и на ОУ
Напряжение U1 называют напряжением срабатывания триггера и часто обозначают как Uср . А напряжение U2 -соответственно напряжением отпускания и обозначают как Uотп . Очевидно, что при подаче на вход триггера синусоидального сигнала на его выходе будет формироваться меандр, как это показано на рис.55в.
Сумму напряжений срабатывания и отпускания называют напряжением гистерезиса. Величина напряжения гистерезиса определяет помехоустойчивость схемы, позволяет регулировать порог срабатывания триггера, тем самым, устраняя так называемый «дребезг» - случайное переключение триггера напряжением помех при отсутствии входного сигнала.
Устойчивое состояние будет достигнуто тогда, когда транзистор T1, будет полностью открыт, а транзистор T2 - закрыт.
По окончании процесса переключения напряжение на входе S может снова стать равным нулю – состояние триггера уже не изменится пока импульс не будет подан на вход сброса R.
Рис. 52. RS - триггер Рис. 53. Т - триггер
RS - триггер «запоминает» на какой из двух входов поступил последний импульс: если на вход R, то триггер находится в нулевом состоянии (Q = 0, Q{чертой} =1), а если на вход S , то в единичное состояние (Q = 1,Q{чертой}=0).
Пример схемы Т -триггера, в котором применена диодно-емкостная цепь запуска, показан на рис.53.
Пусть в исходном состоянии транзистор Т1 открыт, а транзистор Т2 - закрыт. Напряжение на диоде D1 близко к нулю, а диод D2 смещен в обратном направлении напряжением, близким к напряжению источника питания, то есть закрыт. Отрицательный запускающий импульс пройдет только через диод D1 на базу открытого транзистора Т1 и закроет его, что вызовет переключение триггера. При этом уже диод D1 будет закрыт большим запирающим напряжением, а на диоде D2 запирающее напряжение будет отсутствовать.
Следующий запускающий импульс пройдет через диод D2, закроет транзистор Т2 и схема вернется в исходное состояние, а на выходе триггера будет сформирован прямоугольный импульс.
Т -триггер можно использовать, например, в качестве делителя частоты следования импульсов, поскольку импульс на выходе Q формируется после прихода на входе двух импульсов.