как работают RS и D устройства, схемы и характеристики

Широкое применение в импульсной технике получил триггер на транзисторах. Чаще всего он используется в качестве счётчика и элемента памяти. Кроме того, в различных приборах логическое устройство заменило собой электромеханическое реле. На основе эпитаксиальных транзисторных триггеров создаются микросхемы, без которых невозможна работа любого современного цифрового прибора.

Устройство триггера

Триггер по своей схемотехнике очень похож на простейшее электронное устройство — мультивибратор. Но в отличие от него, он имеет два устойчивых положения. Эти состояния обеспечиваются изменениями входного сигнала при достижении им определённого значения. Переход из одного положения в другое называют перебросом. В результате на выходе логического элемента возникает скачок напряжения, форма которого зависит от скорости процессов, проходящих в радиоприборах.

Наибольшее применение получил триггер, работающий на транзисторах.

Связанно это со способностью последних работать в ключевом режиме. Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор, имеющий три вывода. Эти электроды называются:

• эмиттер;
• база;
• коллектор.

В грубом приближении транзистор представляет собой два диода, объединённых электрической связью. Состоит он из двух p-n переходов. Название биполярный элемент получил из-за того, что одновременно в нём используются два типа носителей заряда. В триггерных схемах транзистор работает в режиме ключа, суть которого заключается в управлении силой тока коллектора путём изменения значения на базе. При этом коллекторный ток по своей величине превышает базовый.

При таком включении важны лишь токи, а напряжения особой роли не играют. Поэтому при возникновении определённого тока на базе транзистор открывается и пропускает через себя сигнал. Сигнал на коллекторе полупроводникового прибора будет обратным по входному знаку, то есть инвертированным. А значит, когда на базовом выходе будет присутствовать разность потенциалов, на коллекторном она будет равна нулю, и наоборот.

Эта способность транзисторов и используется в триггерах, схема которых построена на двух ключах с перекрёстными обратными связями. Когда используются транзисторные ключи с одинаковой обвязкой, то триггер считается симметричным, в другом же случае — несимметричным.

Принцип работы

Устойчивые состояния выхода триггера обеспечиваются двумя транзисторными ключами, охваченными положительной обратной связью (ПОС). Такие положения соответствуют состоянию, когда один из транзисторов открыт и находится в режиме насыщения, а второй ключ закрыт. При этом на коллекторе закрытого элемента присутствует разность потенциалов, равная его значению на входе — логическая единица, а на выводе открытого ключа напряжение отсутствует — логический ноль.

Биполярные компоненты при таком включении относительно друг друга всегда будут находиться в противоположном состоянии из-за обратной связи. Через неё один из транзисторов (закрытый) с высоким уровнем напряжения на своём коллекторном выводе обязательно будет поддерживать другой в открытом состоянии.

Если предположить, что после подачи питания на устройство оба транзистора VT1 и VT2 окажутся открытыми, то через время из-за отличия характеристик радиоэлементов, стоящих в их плечах, возникнет перекос в коллекторных токах. А это благодаря ПОС приведёт к закрытию одного из ключей. То есть обратная связь спровоцирует лавинообразный процесс перехода одного транзистора в режим насыщения, а другого в режим отсечки.

Делители, собранные на резисторах R1, R4 и R2, R3, подбираются так, чтобы их коэффициент передачи был меньше единицы. Причём для поддержания уровня сигнала они шунтируются ёмкостью, ускоряющей скорость прохождения лавинообразных процессов и повышающей надёжность состояния.

Таким образом, принцип работы триггера заключается в прохождении следующих процессов. Если на схему подаётся напряжение Ek и Eb, то биполярный ключ VT1 начинает работать в режиме насыщения, а VT2 — отсечки. Импульс, пришедший на базу VT1, приводит к уменьшению величины тока, протекающего через коллектор и увеличению напряжения на переходе коллектор-эмиттер U1ke. Напряжение через С1 и R4 прикладывается к базе VT2. Это приводит к увеличению коллекторного тока на втором ключе и уменьшению напряжения на переходе U2ke, передаваемого через C2 и R3 на базу VT1.

Итогом этих процессов станет запирание VT1 и отпирание VT2. Такое состояние останется неизменным, пока на базу VT2 не придёт отрицательный уровень сигнала. Результатом этого будут обратные электрические процессы, и VT1 закроется, а VT2 откроется.

Характеристики приборов

Триггер условно можно назвать «автоматом», способным хранить один бит информации. Простейшего вида прибор имеет два выхода, находящихся по отношению друг к другу в инверсном состоянии. Важные параметры устройства связаны с синхронизацией (тактированием) выходов, зависящей от времени предустановки и выдержки. Первый параметр характеризуется интервалом времени, в течение которого поступает разрешающий фронт синхросигнала, а второй определяется временем нахождения устойчивого состояния в неизменном положении. Ряд других характеристик триггера связывают с сигналом, проходящим через него.

К ним относится:

• нагрузочная способность — характеризуется коэффициентом разветвления (Кр) и обозначает способность прибора управлять определённым количеством параллельно подключённых элементов к выходу устройства;
• Ко — коэффициент объединения, обозначает наибольшее число входных напряжений, которые возможно завести на вход прибора;
• tи — минимальная продолжительность входного сигнала, то есть длительность импульса, при котором триггер ещё может перейти в инверсное состояние;
• tзд — коэффициент задержки, указывает на временной промежуток между подачей входного сигнала и появлением напряжения на выходе;
• tр — длительность разрешения, определяется минимальным временем прошедшим между двумя импульсами сигнала на входе и спровоцировавшего переход триггера в другое состояние.

Но наряду с этим выделяют и следующие технические параметры триггеров:

• напряжение на входе — наибольшая величина разности потенциалов, которую может выдержать устройство без повреждения своей внутренней электрической схемы;
• ток потребления — зависит от используемых элементов, обычно не превышает 2 мА;
• разность потенциалов переключения — это минимальное значение, при котором происходит инвертирование выхода;
• ток входа — обозначает минимальное значение необходимое для работы триггера;
• ток выхода — значение тока, появляющееся на выходе и определяемое отдельно для логического нуля и единицы;
• температурный диапазон — интервал, в котором технические параметры устройства не изменяются;
• напряжение гистерезиса — разность амплитуд входного сигнала, приводящая к изменению состояния выхода устройства.

Виды и классификация

Для работы устройства на вход необходимо подать внешний сигнал, называемый установочным. Форма напряжения, приводящая к появлению логической единицы на выходе триггера, обозначается латинской буквой S (установка), а появлению ноля — R (сброс). Состояние устройства определяется по прямому входу. Для элемента ИЛИ-НЕ активным уровнем считается единица, а И-НЕ — ноль. Одновременная подача R и S приведёт к неопределённому неустойчивому состоянию.

Такой принцип используется для построения элемента памяти. Поэтому все триггеры классифицируются по способу записи информации на асинхронные и синхронные. Первые разделяются по способу управления, а вторые по виду переключения и могут быть одно- или двухступенчатыми. Устройства, зависящие от уровня сигнала, называются триггерами статического управления, а от фронта — динамического.

По типу работы логики триггеры могут быть:

• RS — состоящими из двух входов;
• D — имеющих один информационный вход и схему задержки;
• T — инвертирующих сигнал каждый раз при подаче импульса напряжения на вход;
• JK — универсальными, допускающими одновременную подачу на свои выводы R и S сигналов;
• комбинированными — совмещающими несколько устройств, например, RST-триггер.

Наиболее распространёнными видами триггеров являются D и RS схемы. При этом триггерные устройства разделяются также по числу устойчивых состояний (двоичные, троичные, четверичные и т. д.) и составу логических элементов.

Триггер RS типа

Одной из простейших в цифровой электронике является схема RS-триггера на транзисторах. Внешним воздействием на вход прибора можно установить его выход в нужное устойчивое состояние. Схема устройства представляет собой каскады, выполненные на транзисторах. Вход каждого из них подключается к выходу противоположного. Два состояния определяются присутствием на выходе напряжения, а переход между ними происходит с помощью управляющих сигналов.

Работает схема следующим образом. Если в начальный момент времени VT2 будет закрыт, тогда через сопротивление R3 и коллектор будет течь ток, поддерживающий VT1 в режиме насыщения. Одновременно первый транзистор начнёт шунтировать базу VT2 и резистор R4. Режим отсечки VT2 соответствует значению логической единицы на выходе Q = 1, открытое состояние VT1 нулю, Q = 0. Амплитуда сигнала на коллекторе закрытого ключа определяется выражением: Uз = U * R3 / (R2+R3).

Для инверсии сигнала необходимо на вход R или S подать импульс. При этом если S = 1, то и Q = 1, а если R=1, то на выходе будет ноль. При значениях R1 = R2 и R3 = R4 триггер называется симметричным. Особенностью работы устройства является способность удерживать установленное состояние между импульсами R и S, что и используется для создания на нём элементов памяти.

На схемах RS-триггер обозначается в виде прямоугольника с подписанными входами S и R, а также возможными состояниями выхода. Прямой подписывается символом Q, а инверсный – Q. Информация может поступать на входы непрерывным потоком или только при появлении синхроимпульса. В первом случае устройство называют асинхронным, а во втором – синхронным (трактируемым).

Работа устройства наглядно описывается с помощью таблицы истинности.

Она наглядно показывает всевозможные комбинации, которые могут возникнуть на выходе прибора. Такая таблица составляется отдельно для триггера с прямыми входами и инверсными. В первом случае действующий сигнал равен единице, а во втором — нулю.

Схема D-trigger

Управление логическими элементами в приборе такого типа осуществляется с помощью входов, которые разделяются на информационные и вспомогательные. Первый фиксирует приходящий импульс и в зависимости от формы переводит триггер в устойчивое то или иное состояние. Вспомогательный вход предназначен для синхронной работы.

Английская буква D в названии обозначает, что устройство является триггером задержки (delay). Эта задержка выражается в том, что приходящий импульс подаётся на вход не сразу, а через один такт. Определяет её частота импульсов синхронизации.

На схемах D-триггер на транзисторах обозначается также в виде прямоугольника, но входы триггера подписываются как D и C. Состояние устройства определяется по форме импульса, в частности срезу, приходящему на вход C, и импульсом синхронизации, поступающим на D. Но если на C будут приходить синхроимпульсы, а сигнал на входе D не будет изменяться, то выход останется без изменений.

Таблица истинности для логического элемента выглядит следующим образом:

Использование RS и D триггеров достаточно распространено из-за простоты, универсальности и удобства построения на них логических схем. Эти элементы являются важными составляющими для создания цифровых микросхем, используются в качестве регистров сдвига и хранения.

Симметричные триггеры. Теория и практика. Определение, схемы и принцип работы

ВВЕДЕНИЕ

Триггером называется спусковое устройство имеющее два электрических состояния устойчивого равновесия, способное скачком переходить из одного состояния в другое при воздействии на вход триггера управляющего сигнала.

Триггеры могут быть выполнены на различных элементах — электровакуумных или газонаполненных лампах, транзисторах, тиристорах, туннельных диодах, ферромагнитных элементах и т.д. Триггеры, устойчивые состояния которых характеризуются уровнем потенциала на выходах, называются потенциальными или статическими. По схемному выполнению и особенностям работы, статические триггеры различают на симметричные и несимметричные.

Статические триггеры широко применяются в импульсных и цифровых устройствах. Посредством их осуществляется переключение ветвей радиоэлектронных цепей, управление генераторами линейно-изменяющихся напряжений и токов, формирование прямоугольных импульсов тока, запоминание информации и т.д.

В вычислительной технике также популярны так называемые динамические триггеры, которые при воздействии на вход управляющего сигнала, в отличие от статических триггеров, обеспечивают на выходе серию импульсов тока или напряжения.

Ниже рассматривается только симметричный потенциальный триггер, построенный на основе транзисторных ключей, замкнутых в петлю положительной обратной связи с коэффициентом петлевого усиления K_o > I.

Симметричный триггер. Принцип работы

Рис.1 Схема симметричного триггера и диаграмма.

На рис.1 изображена схема статического симметричного триггера на транзисторах типа p-n-p и диаграмма напряжений на коллекторах и базах. В каждом из состояний устойчивого равновесия один из транзисторов открыт (в режиме насыщения), другой закрыт (в режиме отсечки).

Пусть транзистор T₁ открыт, а Т₂ закрыт. При этом потенциал на коллекторе транзистора Т₁ близок к нулю; а на коллекторе Т₂ близок к -E_k. Из базы транзистора T₁ через резистор R₁» отбирается ток, удерживающий этот транзистор в состоянии насыщения.

Транзистор Т₂ закрыт, так как на его базе образуется положительное напряжение смещения за счет источника Е_см Конденсатор С₁‘ практически разряжен, а С₁» заряжен до напряжения близкого к E_k. В связи с тем, что коэффициент усиления по току транзисторов, находящихся в режиме отсечки и насыщения, равен нулю, общее усиление в петле обратной связи также равно нулю. Этим обеспечивается устойчивость описанного состояния.

Переход триггера из одного устойчивого состояния в другое (т.е. его переключение или опрокидывание) осуществляется путем воздействия внешнего запускающего импульса на базы или коллекторы транзисторов. (Подробнее о запуске триггера см. ниже.) Причем параметры запускающего сигнала должны обеспечивать вывод транзисторов в активный режим работы, когда восстанавливается усиление по току у транзисторов и в течение времени опрокидывания действует положительная обратная связь между ключами.

После опрокидывания на коллекторе транзистора T₁ устанавливается отрицательный потенциал, близкий к -E_k, а на коллекторе T₂ потенциал, близкий к нулю. Конденсатор С₁‘ заряжается, a С₁» разряжается, и на базе транзистора T₁, устанавливается положительный потенциал, примерно равный Е_см, а на базе T₂ небольшой отрицательный потенциал (см. диаграмму). Новое устойчивое состояние триггера сохраняется до прихода очередного запускающего импульса.

Переходные процессы в триггере

Рассмотрим более подробно переходные процессы, происходящие в триггере при его переключении.

Вследствие инерционности транзисторов и наличия паразитных емкостей переключение триггера происходит не мгновенно, а в течение конечного промежутка времени. Характер и длительность переходного процесса переключения зависят от параметров и структуры схемы, а также от способа запуска и параметров запускающих импульсов (амплитуды, длительности, формы). Рассмотрим переходные процессы при раздельном запуске триггера.

Примем по-прежнему, что в исходном состоянии транзистор T₁ открыт и насыщен, а T₂ закрыт и пусть положительный запускающий импульс тока поступает в базу открытого транзистора. Под его действием начинается процесс рассасывания неосновных носителей в базе насыщенного транзистора и через некоторое время t_p (рис.2) этот транзистор окажется на границе насыщения. С этого момента начинает уменьшаться его коллекторный ток, что приводит к возрастанию отрицательного напряжения на коллекторе U_k1. Это вызовет снижение положительного напряжения смещения U_б2 на базе закрытого транзистора T₂. Время t_n, в течение которого положительное напряжение смещения уменьшается от начального значения до нуля, называется временем предварительного формирования отрицательного фронта на коллекторе T₁. Сумма t_p+t_n называется временем подготовки. По истечении этого времени, т.е. после достижения U_б2 = 0, транзистор T₂ открывается, восстанавливается усиление в петле положительной обратной связи, и в триггере за время t_рег происходит лавинообразный процесс опрокидывания (регенеративный процесс).

Рис.2 Диаграмма. Переходные процессы в триггере.

Действительно, при открывании транзистора T₂ появляется ток i_k2 в его коллекторной цепи. Приращение этого тока идет в базу транзистора T₁ и, складываясь с входным запирающим импульсом тока способствует запиранию транзистора T₁. Коллекторный ток i_k1 запирающегося транзистора T₁ уменьшается. Обратное приращение тока i_k1 передается в базу открывающегося транзистора T₂ вызывает его еще большее отпирание в т.д. Лавинообразный процесс заканчивается закрыванием транзистора T₁ и открыванием T₂. При этом положительная обратная связь между каскадами снова обрывается.

Длительность t_рег интервала опрокидывания составляет назначительную долю общей длительности переходного процесса. К моменту окончания опрокидывания при достаточно больших ускоряющих емкостях изменение тока базы |Δ i_б2| в отпирающемся транзисторе T₂ равно по величине изменению коллекторного тока |Δ i_k1| запирающегося транзистора T₁. Чем больше базовый ток к моменту окончания опрокидывания, тем быстрее происходит установление напряжения на коллекторе отпирающегося транзистора.

Установление напряжений и токов на коллекторах и базах транзисторов происходит в течение некоторого времени t_уст когда осуществляется перезарядка ускоряющих конденсаторов С₁.

До начала запускающего импульса конденсатор С₁‘ был разряжен, а С₁» заряжен до напряжения близкого E_k. При опрокидывании триггера конденсатор С₁‘ заряжается током, отбираемым из базы транзистора T₂ по цепи: плюс источника питания E_k, входное сопротивление транзистора T₂, конденсатор С₁‘ резистор R_k‘ минус источника E_k. Время заряда конденсатора определяется постоянной времени зарядной цепи t_зар=C₁R_k. Зарядный ток создает падение напряжения на сопротивлении R_k‘. Таким образом, нарастание отрицательного потенциала коллектора закрывающегося транзистора завершится тогда, когда прекратится зарядный ток, т.е. зарядится конденсатор С₁‘. Следовательно, время заряда конденсатора С₁‘ определяет отрицательный фронт t^(-)_ф выходного напряжения. Отрицательный фронт тем меньше, чем меньше величина ускоряющей емкости. По окончании заряда конденсатора С₁‘ базовый ток транзистора T₂ становится меньше, он определяется сопротивлениями резисторов R₁ и R₂.

Из анализа транзисторных ключей известно, что чем большим базовым током включается транзистор, тем быстрее время его включения, т.е. короче положительный фронт t⁽⁺⁾_ф (для транзисторов р-n-р типа). Очевидно также, что по мере заряда конденсатора С₁‘ зарядный ток уменьшается. Следовательно, если емкость ускоряющего конденсатора мала, то конденсатор успеет зарядиться до окончания опрокидывания триггера. Тогда базовый ток отпирающегося транзистора заметно уменьшится еще до окончания отпирания транзистора, и фронт нарастания коллекторного тока и коллекторного напряжения (положительный фронт t⁽⁺⁾_ф) увеличится. Таким образом, для уменьшения отрицательного фронта выходного напряжения нужно уменьшать емкость ускоряющих конденсаторов, а для уменьшения положительного фронта — увеличивать ее.

При опрокидывании триггера конденсатор С₁» получает возможность разрядиться по двум цепям:
а) левая обкладка С₁«, резистор R₂‘, источник смещения, сопротивление эмиттер-коллектор T₂, правая обкладка С₁«;
б) левая обкладка С₁«, сопротивление R₁«, правая обкладка С₁«. Вследствие разряда конденсатора С₁«, напряжение U_б1 на базе транзистора T₁ оказывается положительным и большим стационарного значения напряжения запирания (динамическое смещение). По мере разряда конденсатора С₁» разрядный ток убывает и U_б1 стремится к станционарному значению.

Способы запуска триггера

В зависимости от функции, выполняемой триггером, применяют два способа его запуска — раздельный и общий (или счетный). При раздельном запуске запускающие импульсы одной полярности поступают на входы (базы или коллекторы) транзисторов от двух разных источников (т. е. от одного источника запускающие импульсы поступают на вход одного транзистора, а от другого — на вход другого) (рис.3). Импульсы с одного из входов устанавливают триггер в одно из двух состояний равновесия. Если к приходу такого импульса триггер уже находится в этом состоянии, то оно не изменяется. Импульсы, подаваемые на второй вход устанавливают триггер в противоположное состояние.

Для раздельного запуска триггера требуются сравнительно короткие импульсы. Часто в качестве входного сигнала запуска используются перепады напряжений. В этих случаях формирование необходимых запускающих импульсов производится с помощью подключаемых ко входам триггера укорачивающих RC — цепей. Чтобы предотвратить срабатывание триггера от импульсов обратной полярности, возникающих на выходах укорачивающих цепей применяются диоды Дн.

При счетном запуске управляющие импульсы поступаю от общего генератора на один общий вход триггера (рис.4). При этом каждый импульс изменяет состояние триггера на противоположное.

В исходном состоянии напряжение на коллекторе насыщенного транзистора T₁ близко к нулю» диод Д_н‘ открыт, конденсатор С_у‘ разряжен. За счет высокого отрицательного потенциала закрытого транзистора T₂ передаваемого через сопротивление R_б«, диод Д_н» закрыт, а конденсатор С_у» заряжен до напряжения Е_к (в полярности, указанной на рис. 4 ). Следовательно, положительный запускающий импульс напряжения поступит только через открытый диод Д_н‘ на базу насыщенного транзистора и вызовет опрокидывание триггера.

Если действие положительного входного импульса не завершится до окончания опрокидывания триггера, то напряжение, прикладываемое к диоду Д_н«, окажется равным сумме положительного входного напряжения и отрицательного напряжения на конденсаторе С_у«. Так как обычно амплитуда входного сигнала меньше Е_к, то результирующее напряжение, приложенное к диоду Д_н» будет отрицательным, и диод попрежнему будет закрыт. По окончании входного импульса конденсатор С_у» разрядится через малое сопротивление открывшегося транзистора T₂ и внутреннее сопротивление источника запускающих импульсов, а конденсатор С_у‘ зарядится до напряжения Е_к. Диод Д_н» откроется, а Д_н‘ закроется. Очередной запускающий импульс пройдет через диод Д_н» и вызовет новое опрокидывание триггера.

Способы повышения быстродействия симметричного триггера

Быстродействие триггера как устройства, основанного на транзисторных ключах, определяется скоростью переключения выбранных транзисторных ключей.

Следовательно, основными методами повышения быстродействия триггера являются:
1) применение высокочастотных транзисторов;
2) устранение (или уменьшение) задержки выключения, обусловленной рассасыванием неосновных носителей в базе насыщенного транзистора;
3) применение специальных способов, уменьшающих время установления напряжения на коллекторах и ускоряющих конденсаторах.

С целью сокращения времени рассасываний неосновных носителей в базе применяются ненасыщенные ключи, например, за счет введения нелинейной отрицательной обратной связи через диоды Д_ос(рис.5). Ненасыщенный триггер обладает более высокой чувствительностью к запускающим импульсам, с чем связано снижение его помехоустойчивости.

Действие нелинейной обратной связи состоит в следующем. При отпирании транзистора входным током отрицательный потенциал его коллектора уменьшается. Когда он сравняется с потенциалом в точке «а», диод открывается, и часть входного тока замыкается через диод. Транзистор не входит в насыщение.

Для сокращения фронтов выходного напряжения (главным образом отрицательного фронта) может быть применена фиксация минимального коллекторного потенциала через диод Д_ф (рис.6). При отпертом транзисторе диод Д_ф заперт. При запирании транзистора отрицательное напряжение на его коллекторе растет, и когда достигает значения Е_ф, диод отпирается и фиксирует коллекторный потенциал на уровне — Д_ф. Как видно из рисунка, длительность отрицательного фронта существенно уменьшается, а положительного, как более крутого в первоначальной стадии, изменяется мало.

Влияние нагрузки на работу триггера

Обычно нагрузка R_н подключается параллельно транзистору (рис.7) и существенно влияет на работу триггера.

Если транзистор закрыт, то нагрузка приводит к снижению потенциала его коллектора (а значит, и выходного напряжения), так как напряжение Е_к делится между сопротивлениями R_к и R_н, и к уменьшению базового тока открытого транзистора. Транзистор может выйти из режима насыщения. Чтобы сохранить режим насыщения, надо уменьшать величину сопротивления резистора связи R₁.

Когда транзистор открыт, нагрузка практически не влияет на его режим работы, так как сопротивление открытого транзистора мало.

Триггеры Схемы — Энциклопедия по машиностроению XXL

Распространенным типом триггера на интегральных логических элементах является универсальный //(-триггер. Схема его показана на рис. 10, а работу поясняет табл. 5.  [c.12]

На логическом уровне создают функциональные и принципиальные схемы ЭВА. Здесь выделяют подуровни — регистровый и вентильный. На регистровом подуровне проектируются устройства из модулей (функциональных узлов) типа регистров, счетчиков, сумматоров, интеграторов и т. п. На вентильном уровне проектируются устройства и модули из отдельных логических вентилей и триггеров.  [c.11]

Рнс. 3.15. Схема шумового термометра на основе метода равных сопротивлений [21]. 1 — усилитель с низким уровнем собственных шумов 2, 5 — фильтры 3 — аттенюатор 4 — частотная компенсация аттенюатора 6 — низкочастотный усилитель, демодулятор и преобразователь напряжения в частоту 7 — тактовый генератор 8 — детектирующая цепь и управляющий триггер 9 — устройство для отключения счетчика и остановки тактового генератора 10 — реверсивный счетчик Сь — запоминающие конденсаторы 51—5б — управляемые синхронные переключатели, аналогичный переключатель входит в низкочастотный усилитель.  [c.116]

Двоичный логический элемент — элемент, устройство или функциональная группа, реализующая функцию или систему функций двоичной алгебры логики, которые представляют собой элементарную, но электрически законченную схему, например элемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, элемент задержки, триггер, дешифратор, сумматор и т. д.  [c.195]

Рис. 6. Пример изображения схемы на двоичных логических элементах схема счетчика-генератора последовательности двоичных чисел на триггерах /Я-типа.

Если сопротивления и Z,, а также емкость заменить на активные сопротивления, то условие генерации может быть выполнено и на постоянном токе. В этом случае схема превращается в схему триггера,  [c.170]

Рис. ИЗ. Схема электронного двоичного счетчика на триггерах (наблюдение за состоянием триггерных ячеек может осуществляться по горению неоновых лампочек НЛ1, НЛ2, НЛЗ — они загораются, когда ячейка находится в возбужденном состоянии)

На рис. 114 представлена схема реверсивного счетчика, работающего не только на сложение, но и на вычитание. В каждой из его цепей, соединяющих триггеры, установлены «вентили И , И2, и т. д. Сигнал сложения от дешифратора программы подается через триггер VI на вентили Яа, Я4, И , а сигнал вычитания от датчика обратной связи через тот же триггер VI на вентили И ,  [c.190]
Яв Я,. Триггер V фиксирует результат сложения (вычитания) и передает этот результат исполнительному механизму станка. Положительному числу соответствует состояние О триггера V, отрицательному числу — состояние 1. В схему счетчика для наблюдения за состоянием триггерных ячеек включены неоновые лампочки, которые в состоянии О не горят.  [c.190] Регистр хранения масштабов 4 предназначен для запоминания поступающих от кнопок установки сигналов хранения и управления другими узлами схемы. При установке одного из масштабов старый масштаб сбрасывается. Сигналом установка нуля все триггеры масштабов устанавливаются в нулевое положение.  [c.440]

Схема электронного устройства состоит из входного усилителя, выполненного на триоде 4ПТ (5ПТ), триггера с двумя устойчивыми положениями равновесия на триодах 2ПТ и ЗПТ (6ПТ и 7ПТ) и усилителя мощности на триоде 1ПТ (8ПТ). Сигнал о положении контактов датчика ЭКД усиливается входным усилителем и запоминается на триггере, с которого подается на усилитель мощности. В цепи последнего установлено электромагнитное реле Р (Р ).  [c.51]

Параметры схемы триггера с автоматическим смещением (фиг. 19, а) могут изменяться в широких пределах при соблюдении условий 1) схема должна быть симметрична 2) величина Ra выбирается такой, чтобы анодный ток лампы не превышал максимально допустимого 3) Ra [c.255]

Логические схемы (100 триггеров, 2 транзистора на 1 триггер)  [c. 25]

Фиг. 1.10. Триггер для возбуждения логических схем.

На фиг. 1.10 приведена схема триггера (который должен возбуждать логические схемы ИЛИ и И вместе с тем сам запускаться при подаче на среднюю точку импульса от импульсного ключа). Это типичная схема, используемая в регистрах сдвига или в счетчиках, где каскады нагружены диодными матрицами или же диодными логическими схемами. Мощность в состоянии покоя (мощность, рассеиваемая в схеме без учета мощности нагрузки) является функцией допуска на сопротивление резисторов для различных значений коэф-  [c.33]

Фиг. 1.11. Схема триггера в установившемся состоянии.

В неизбыточных тестах для комбинационных схем выявление каждой неисправности требует не более одной элементарной проверки Yhi), поскольку реакция Y,- схемы на входное воздействие Xi при определенной неисправности будет вполне определенной. Иначе обстоит дело в последовательностных схемах, где Yf зависит и от состояния памяти. Чтобы реакция была однозначной, необходимо перед подачей Х установить элементы памяти в определенное состояние Af. Сложности возникают при недостаточной управляемости элементов памяти — отсутствует шина сброса, непосредственно связанная со входами. Тогда, прежде чем подавать на входы Хг, необходимо с помощью установочной последовательности перевести все триггеры схемы в определенное состояние. Часто установочную последовательность разделяют на две части. Первая часть Sy включает некоторое число наборов, переводящих схему из произвольного исходного состояния Аиех в состояние Aft и дающих на выходах последовательность, по которой можно распознать получающееся состояние Aft. Вторая часть Sn включает дополнительное число входных наборов, переводящих схему из известного состояния Aft в нужное А,-. Теперь можно подавать входной набор Xi для идентификации исправного или неисправного состояния. В тест для последовательностной схемы к каждой элементарной проверке Si нужно включать установочную последовательность наборов Sy и Sn. В условиях БИС и СБИС это увеличивает длину теста и делает проблематичной саму возможность получения достаточно полных тестов, если не применять специальных методов проектирования. Поэтому современные методы проектирования  [c.112]
Одинаковые функциональные группы, не имеющие самостоятельных принципиальных схем, например триггеры, усилители, мультны.брато ры и т. п., представляют на схемах в виде повторяющихся прямоугольников, нанесенных штрих-пунктирными линиями с указанием присвоенного им шифра Тг1, Тг2, ТгЗ,.,., Тг17 (см. схему).  [c.186]

Блэр и др. исследовали схему двухкаскадного двоичного счетчика, который вместе со вспомогательными цепями содержал 14 транзисторов. Излучение мало влияло на форму выходных сигналов счетчиков в течение всей работы цепи, по подобная работа стала возможной благодаря более жестким допускам по напряжению и более высоким напряжениям от источников питания. Синусоидальное входное напряжение с частотой 1 Мгц для триггера — формирователя схемы пришлось увеличить на 10 и 100% при интегральных потоках 4,5и 1,4-10 нейтронкм соответственно. Максимально допустимым интегральным потоком для счетчика, работающего в диапазоне 1—10 Мгц, оказался 3,3-10 нейтрон1см .  [c.289]

Рис. 6.15. Схема экспериментальной установки, предназначенной для испытаний на ударное сжатие при помощи стержня Гопкинсона. а — принцип работы 1 — поглотитель удара, 2 — поглотительный стержень, S — выходной стержень, 4 — образец,. 5 — входной стержень, 6 — вышибной стержень б — устройство Горского и Хаузе 7 — образец, S — державка 5 — выходной стержень, 10 — бак с водой, II — соленоидный клапан, 12 — мембрана, /3 —мостовая схема и контрольный контур, / — осциллограф I, 15 — фотоаппарат, 16 — осциллограф II, 17 — триггер, 18 — плунжер, 19 — входной стержень, 20 — часы, 21 — тензометрические датчики.

Для сравнения на осциллограммах 2,4,6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 показаны формы сигналов для трех различных схем усилителей (с триггером Шмитта, с дополнительным каскадом усиления и без дополнительного каскада) при частоте несущей / = 4000 гц. При этой частоте удовлетворительно выполняется требование фильтрации высокочастотных составляющих коллекторного тока и требование воспроизведения огибающей модулированной э.д.с. Поэтому рекомендуется выбирать частоту несущей / = 4 кгц.  [c.55]

Анализ осциллограмм показывает, что форма сигнала для трех схем усилителей считывания различна, а наиболее прямоугольную форму имеет сигнал на выходе триггера Шмитта. Однако при низких скоростях около 70 мм1сек форма сигнала с усилителя без дополнительных каскадов резко искажается и приводит к сбою шагового двигателя. Форма сигнала у триггера Шмитта и дополнительного усилителя (см. осциллограммы 19, 20, 23, 24) сохраняется еще хорошей и не приводит к сбою шагового двигателя.  [c.55]

В случае, если отклонение S положительно, фокальная плоскость измерительной головки совпадет с зеркальной поверхностью наконечника раньше, чем произойдет совпадение числа счетных импульсов с числом, набранным в программе. Поэтому импульс от ФЭУ интерферометра поступит на сетку лампы Л раньше, чем импульс от блока программы. Этот импульс через левый триод лампы Л2 и триггер Т откроет схему совпадений СС, и блок Б И начнет фиксацию счетных импульсов. Поскольку измерительная головка будет продолжать свое движение в направлении детали, то в некоторый момент времени произойдет совпадение числа счетных импульсов с числом, набранным в программе, что вызовет через правый триод лампы Л2 сигнал, опрокидывающий триггер в исходное положение. Схема совпадения СС закроется, а число счетных импульсов, зафик-сированых блоком БИ, будет соответствовать отклонению б. Знак погрешности б определяется блоком знака БЗ в зависимости от того, какая половина лампы Л2 сработает первой. Кроме того, блок знака БЗ закрывает схему совпадения СС, если обе половины лампы сра- ботают одновременно, что соответствует 6 = 0.  [c.93]

Функциональная схема БИОП изображена па рис. 6. Решающие блоки I, 2, 3 выполнены на двух ОУПТ и следящей системе. ПУ] и ПУ2 реализуются на триггерах Шмидта или ОУПТ, в зависимости от требований к точности срабатывания по порогу.  [c.289]

ТД — тензометрические датчики динамического давления ПУ — предварительные тензоусилители УО — -усилитель-ограничитель УДИ — усилители дифференцированных импульсов ГНИ — генератор коротких импульсов СС — схема совпадения ИТ — измерительный триггер БУ— буферный усилитель БЗ — блок задержки БН — блок настройки Я — коммутатор — переключатель знака фазы ДКМ — дискриминатор БКФД — блок кодирования фазы дисбаланса БКАД — блок кодирования амплитуды дисбаланса БЦИД — блок цифровой индикации параметров дисбаланса  [c.138]

В одном из устройств для обработки электрического сигнала используется следующая электрическая схема (рис. 155). Сигнал с фотодетектора 5 поступает на триггер Шмитта 6 и далее на генератор строб-импульсов 7. Ширина строб-импульса равна временному интервалу между пиками дифракционной картины. Далее строб-импульс поступает на импульсный генератор 10 и счетчик 9, подсчитывает импульсы импульсного генератора за время действия строб-импульса, длительность которого пропорциональна диаметру изделия. Сканирующий строб-импульс необходим для подсчета числа импульсов в определенном числе разверток. Использование многократного количества разверток увеличивает точность измерения, ко при этом увеличивается и время измерения.  [c.262]

Электрический сигнал, полученный с ФЭУ и соответствующий распределению интенсивности в дифракционной картине, поступает в усиливающий и преобразующий блок 11, где происходит формирование прямоугольного импульса, длительность которого соответствует расстоянию между экстремальными точками дифракционного распределения. Такой импульс может быть получен при помощи дифференцирующей цепи, порогового устройства (например, триггера Шмитта) и логической схемы 12. Может быть использована и другая обработка сигнала дифференцирование, двустороннее усиление — ограничение и повторное дифференцирование [93]. Измерение длительности импульса или временного интервала между импульсами осуществляется цифровым частотомером [13].  [c.265]

На рис. 159 дана функциональная схема электронной части одного из вариантов устройства. Временные диаграммы, поясняющие работу схемы, приведены на рис. 160. Электрический сигнал Увх. получаемый с фотодатчика, через повторитель поступает на вход усилителя, нагрузкой которого служит дифференцирующая цепь. Продифференцированный сигнал Уд ф подается на усилитель с автоматической регулировкой усиления, а затем на вход триггера Шмитта. Полученная последовательность импульсов Уш поступает на вход логической схемы. Логическая схема состоит из счетчика, схемы совпадения и схемы сброса и построена так, что выделяет временной интервал т, соответствующий размеру двух дифракционных максимумов.  [c.265]

Триггеры служат основным схемным элементом двоичных счетных устройств. Их применяют в электронных переключающих схемах, а также для отбора и формирования импульсов. Как правило, триггер собирается на двойных триодах (типа 6Н8, 6Н2П, 6ИЗП, 6Н15П).  [c.255]

Фнг. 19. Схемы триггеров а — на двоГшом триоде с запуском через разделительные дподы импульсами отрицательной полярности б —на транзисторе типа р—п—р с запуском через разделительные емкости импульсами положительной полярности.  [c.256]

Принцип работы триггера на транзисторах (фиг. 19, б) не отличается от принципа работы лампового триггера. Параметры схемы рассчитывают по заданным амплитуде выходного импульса (/шах и максимальной частоте переключения триггера fmaii- Гогда =  [c.256]

Для запуска логического триггера запускающий каскад должен содержать четыре транзистора (два транзистора в схеме однотакт-ного мультивибратора и два транзистора в дополнительном эмит-терном повторителе). Если принять, что гипотетическая интенсивность внезапных отказов транзисторов равна 0,002 для заданного периода времени и возрастает на 0,01 на каждый процент увеличения допусков на резисторы и напряжение питания (таким образом учитывается возрастание тепловых нагрузок на транзисторы при увеличении уровня допусков схемы), то можно показать, что вероятность отказа каждого транзистора будет равна  [c. 25]

---

Логический элемент — «триггер» » Паятель.Ру

Модуль с D-триггером. Данный триггер имеет четыре входа и два выхода, — прямой и инверсный (инверсный отмечен кружочком). Состояния выходов противоположны (если на одном ноль, то на другом единица, и наоборот). Для изучения логики работы D-триггера соберем схему, показанную на рисунке 2. Кнопки S1-S4 служат для изменения логических уровней на входах. Когда кнопка нажата на вход поступает единица.

Светодиоды HL1-HL4 служат для индикации уровней на входах (когда горит — единица). Светодиоды HL5 и HL6 служат для индикации уровней на выходах (когда горит — единица). Ключи на транзисторах VT1 и VT2 разгружают выходы триггера и позволяют светодиодам гореть ярче.

По входам R и S триггер работает как уже знакомый RS-триггер. Если вы нажмете на кнопку S1 единица поступит на вход S и триггер установится в единичное состояние (на прямом выходе единица, на инверсном — ноль, горит HL5). Это состояние сохранится и после отпускания S1. Нажатие на S4 приводит к подаче единицы на вход R и триггер установится в нулевое состояние (HL5 погаснет, зажжется HL6).

Входы R и S у D-триггера являются входами предустановки, с их помощью триггер в любой момент можно установить в единичное или нулевое состояние, они обладают приоритетом над его другими входами.

А вот входы D и С работают куда интереснее. Вход D служит для приема данных, а вход С для их записи в триггер. Если мы нажмем и отпустим кнопку S3 триггер установится в такое состояние, как логический уровень на входе D.

Предположим триггер находится в нулевом состоянии (горит HL6). Если вы нажмете S2 состояние триггера не изменится, хотя на его вход D поступает единица. Но, если вы, продолжая удерживать нажатой кнопку S2, нажмете и отпустите S3 — триггер перейдет в единичное состояние (загорится HL5, погаснет HL6), и останется в нем.

Таким образом, чтобы D-триггер принял логический уровень, поданный на его вход D, нужно разрешить ему это сделать, подав импульс на вход С.

А теперь подумайте что произойдет, если соединить между собой вход D и инверсный выход D-триггера. Ведь состояние инверсного выхода противоположно состоянию триггера, поэтому каждый импульс, поданный на вход С будет менять состояние триггера на противоположное. Получится простейший одноразрядный счетчик импульсов, или делитель частоты импульсов на два.

Рис.3

Соберите схему, показанную на рис. 3. Здесь на модуле D1 сделан мультивибратор, а у D-триггера (модуль D2) соединены D-вход и инверсный выход. Импульсы от мультивибратора поступают на вход С.

Обратите внимание, как мигают светодиоды. Светодиод HL2 мигает в два раза медленней чем HL1. Практически происходит деление частоты импульсов, которые вырабатывает мультивибратор, на два. D-триггер, включенный по такой схеме, считает импульсы, поступающие на его вход С, но один D-триггер может считать только до двух.

Рис.4

Вот если включить два D-триггера, так как это показано на рисунке 4, получится двухразрядный двоичный счетчик, который будет считать до четырех. Логические состояния выходов счетчика индицируются светодиодами HL2 и HL3 (горение светодиода показывает логическую единицу). Кнопка S1 служит для сброса в нуль нашего счетчика.

Выходом двоичного счетчика, показанного на рисунке 4 является двухразрядный двоичный код, разряд «1» — светодиод HL2, разряд «2» — светодиод HL3. Вот таблица кодов: «1» «2»

0 0 — число 0
0 1 — число 1
1 0 — число 2
1 1 — число 3

Итак, сбрасываем счетчик в нуль кнопкой S1, отпускаем кнопку и следим за светодиодами. Сначала HL2 и HL3 не горят (код «00»). Мигнул один раз HL1, вслед за ним зажигается HL2 (на выходе код «01»). Еще раз мигнул HL1, и теперь HL2 гаснет, но зажигается HL3 (код «10»). Третий раз мигнул HL1, и теперь горят оба светодиода HL2 и HL3 (код «11»). Четвертый раз мигнул HL1, — оба светодиода погасли (код «00»).

Добавив еще один D-триггер, можно сделать трехразрядный двоичный счетчик, который будет считать до 8-и, а если добавить два D-триггера, — будет четырехразрядный двоичный счетчик, считающий до 16.

Таким образом строятся двоичные счетчики, практически с любым числом разрядов выходного двоичного кода.

Двоичный счетчик

Модуль с двоичным счетчиком (рис.1) изображен восьмиразрядный двоичный счетчик (у него восемь выходов). Есть три входа, два из них для подачи импульсов, которые счетчик будет считать (CP и CN) и один для обнуления счетчика (R). Импульсы можно подавать на любой из входов CP или CN, но если вы подаете импульсы на вход CP, на входе CN должен быть ноль, а если подаете импульсы на вход CN, — на входе CP должна быть единица. Более того, если, например, вы подаете импульсы на вход CP, и подадите единицу на вход CN — счет остановится. То же самое, если при подаче импульсов на CN подать ноль на СР.

Рис.5

Выходы счетчика подписаны числами -весовыми коэффициентами. Единицы будут на тех выходах счетчика, весовые коэффициенты которых в сумме равны числу поданных на вход импульсов. На остальных выходах, при этом, нули. Например, на вход счетчика поступило 32 импульса. Это значит, что единица будет только на выходе 32, а на всех остальных выходах — нули. Или другой пример, — на вход поступило 40 импульсов. Смотрим, какие числа весовых коэффициентов дают в сумме 40, — это 32+8. То есть, единицы будут на выходах 32 и 8, а на всех остальных — нули.

Максимальное число импульсов, которое может сосчитать этот счетчик — 255 (единицы на всех выходах). С приходом 256-го импульса счетчик обнуляется (на всех выходах нули) и идет считать снова.

Для практического изучения двоичного счетчика можно собрать схему по рисунку 6. Она состоит из мультивибратора на инверторах микросхемы D1, счетчика D2 и индикатора на VT1. Светодиод НИ загорается когда с мультивибратор на вход CP поступает логическая единица, и гаснет когда нуль. То есть, он все время мигает. Кнопка S1 служит для подачи логической единицы на CN, а кнопка S2 — для подачи единицы на R. Ключ на транзисторе VT1 мы будем подключать к разным выходами счетчика перестановкой одного провода (так и обозначен — «провод»). Если на выходе, к которому подключен этот провод единица, — светодиод HL4 горит.

Рис.6

И так, установим счетчик в ноль, для этого нажмем и отпустим кнопку S2. Затем, подключите провод к выходу «1» счетчика. Светодиод HL4 будет мигать в два раза медленнее чем HL1. То есть, одна вспышка HL1 чтобы HL4 зажегся, и еще одна вспышка HL1 чтобы HL4 погас. Если соединить провод с выходом «2» HL4 будет мигать в 4 раза медленнее чем HL1, и так далее.

И наконец, подключим провод к выходу «128» D2. Теперь, чтобы HL4 зажегся светодиод HL1 должен вспыхнуть 128 раз, и еще 128 раз чтобы HL4 погас. Таким образом, максимальный коэффициент деления этого счетчика равен 128+128=256.

Можно сделать так, что счетчик будет останавливаться отсчитав некоторое количество импульсов. На рисунке 7 показана схема, в которой счетчик считает до 128-и и останавливается. Обратите внимание, — кнопку S1 убрали, а вход CN соединили с выходом «128». Теперь, как только на счетчик поступит 128-й импульс, на его выходе «128» появится единица. Светодиод HL4 зажжется и уже не погаснет, так как единица с этого выхода подступает на вход CN счетчика и останавливает его.

Рис.7

Если хотите, можете сделать так, что счетчик будет останавливаться на другом числе импульсов, например, после поступления 32-го импульса. Просто подключите точку соединения R2 и CN с выходом «32». Чтобы погасить светодиод HL4 нужно обнулить счетчик, нажав кнопку S2.

На рисунке 8 показана схема делителя звуковой частоты. Мультивибратор на D1 здесь вырабатывает импульсы звуковой частоты, которые поступают на вход счетчика. Счетчик делит их частоту. Если вы подключите микродинамик BF1 непосредственно к выходу мультивибратора (к выходу второго сверху элемента D1), то услышите звук высокого тона.

Рис.8

Подключите BF1 к выходу «1» счетчика, и тон звука понизится вдвое. А если к выходу «16» то тон будет в 32 раза ниже, чем на выходе мультивибратора. Ну, а на выходе «128» тон звука будет в 256 раз ниже, чем на выходе мультивибратора. Если на выходе мультивибратора было 3000 Гц, то здесь будет всего 11,71875 Гц, то есть, ниже звуковой частоты. Звук будет напоминать быстрое потрескивание.

8 т-триггер jk-триггер d-триггер по схеме ms с инвертором управление триггером по перепаду входного сигнала t – триггер

8. Т-триггер, JK-триггер, D-триггер по схеме MS с инвертором. Управление триггером по перепаду входного сигнала

T – триггер.

Триггером Т-типа (счетным триггером) называется логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями и одним входом Т, изменяющее свое состояние на противоположное всякий раз, когда на Т вход поступает управляющий (счетный) сигнал. Таблица переходов счетного триггера показана на рис. 15.20.

В соответствии с таблицей переходов логическое управление Т – триггера можно записать следующим образом:

(15.10)

Уравнение (15. 10) показывает, что Т-триггер выполняет операцию сложения по модулю 2 относительно переменных T_n и Q_n, откуда и следует название триггера.

Для переключения триггера в противоположное состояние необходимо на схему управления триггера подать информацию о текущем состоянии триггера. Для выполнения данной операции схему синхронного RS— триггера дополняют цепями обратной связи, причем выход соединяют со входом S, а вход Q – со входом R (рис. 15.21). Аналогично можно построить Т – триггер на основе D— триггера, если выход соединить со входом D.

Однако, наличие гонок делает схему, представленную на рис. 15.21 неработоспособной, если длительность сигнала на входе Т превышает время задержки переключения триггера .

Рассмотрим процесс возникновения гонок в схеме Т – триггера, показанной на рис.15.21. Пусть, триггер находится в нулевом состоянии, Q= «0», = «1», и сигнал на ходе Т равен нулю (Т= «0»). На выходе элементов DD_{1, DD2 получим код DD1= «1» , DD2= «1» независимо от состояния выходов Q и . На БЯ, собранную на элементах DD3 , DD4 , подан код DD1= «1», DD2= «1». БЯ находится в режиме хранения. Состояния выходов Q и не меняются пока Т= «0». Пусть сигнал на входе Т изменился и стал равным единице (Т= «1»). Пусть длительность этого сигнала превышает время задержки переключения . После того, как сигнал на входе Т стал равным единице, спустя время , состояние выходов триггера Q и изменится на противоположное и вновь будет подано на входы элементовDD1и DD2. Так как сигнал Т все еще равен единице, то изменение состояния выходов Q и вызовет повторное переключение триггера и т. д. Окончательное состояние триггера будет случайным и зависеть от соотношения времени установления триггера и длительности сигнала на входе Т. Рассмотренный вид гонок называется «проскоками». Для устранения проскоков необходимо обеспечить постоянство сигналов на входах схемы управления, пока сигнал на входе Т равен единице (Т= «1»). Есть несколько способов решения проблемы проскоков. Один из этих способов состоит в установке задержки в цепи обратной связи (рис.15.22). Длительность задержки должна превышать длительность сигнала Т= «1» на входе Т.}

Т – триггер с внутренней задержкой.

Широкое распространение получила схема Т – триггера с внутренней задержкой, построенная на основе RS – триггера на элементах И-ИЛИ-НЕ (рис.15.23). Подадим на вход R этой схемы сигнал, на вход S – сигнал Q. Для удобства описания работы схемы покажем элементы «И» и «ИЛИ-НЕ» раздельно и перечертим схему RS – триггера в виде, показанном на рис. 15.24. На этой схеме бывшие входы S и R обозначены как (S) и (R).

Рассмотрим работу этой схемы. При подаче на вход С логического нуля (С= «0») на выходах элементов DD₁¹_{и DD2² также присутствуют логические нули (DD1¹= «0», DD2²= «0»). Элементы «И» DD1¹и DD2² в этом режиме не определяют состояния выходов триггера Q и . БЯ образуется на элементах DD1², DD1³ ,DD2¹, DD2³ с управлением по асинхронным входам , . Поскольку выход Q соединен со входом (S), а выход — со входом (R), то при подаче на вход С логической единицы (С= «1») через элементы DD1¹и DD2² прежнее состояние БЯ подтверждается. Иначе говоря, до тех пор, пока сигнал на входе С равен логической единице, выходы Q и сохраняют свое состояние. Состояние входов , в этом режиме не влияет на состояние БЯ. Пусть, например, Q= «0», = «1», С= «1». Тогда в соответствии со схемой рис. 15.24 получим, что сигнал на выходе элементов DD2¹= «0», DD2² = «0», откуда следует, что сигнал на выходе = «1». Этот сигнал поступает на вход элемента DD1¹, что при С= «1», дает на выходе элемента DD1¹ логическую единицу, и на выходе элемента DD1³ подтверждает логический ноль (Q= «0»). Таким образом, БЯ триггера, показанного на рис. 15.24 при С= «1», блокирована. Управление БЯ возможно только при С= «0» и путем подачи соответствующих сигналов на входы , .}

Окончательный вариант схемы Т – триггера с внутренней задержкой показан на рис.15.25. В этой схеме по сравнению со схемой RS — триггера рис. 15.24 добавлено два элемента «И-НЕ» DD_{3 и DD4, выходы которых подключены ко входам , предыдущей схемы. Кроме того, вход «С» обозначается как «Т», прежние , — как (), (). При Т= «0», на выходах элементов DD3, DD4 получили логические единицы (DD3= «1», DD4= «1»). На прежние входы (), () поступаю две логические единицы одновременно, поскольку Т= «0», на выходах элементов «И» DD1¹и DD2² присутствуют логические нули. БЯ на элементах DD1², DD1³, DD2¹, DD2³ находится в режиме хранения. после подачи на вход Т логической единицы (Т= «1»), как было показано на примере схемы рис. 15.24, БЯ оказывается блокированной. Состояния выходов Q и остаются неизменными в течение всего интервала времени, пока Т= «1». Постоянство значений Q и при Т= «1» является необходимым условием последующего однозначного переключения Т – триггера в необходимом направлении. На выходе элемента DD3 при Т= «1» получаем инверсное значение сигнала , на выходе DD4 — инверсное значение сигнала Q . Этот код подается на пока что блокированные входы (), ()., что и обеспечит в последующем переход БЯ в состояние, противоположное предыдущему. Например, при нулевом состоянии БЯ, когда Q= «0», = «1» и Т= «1» на входе () будем иметь логический ноль (DD3 = ()= «0»), на входе ()- логическую единицу (DD4 = ()= «1»). Пусть, теперь, сигнал на входе Т переходит с логической единицы на ноль. Будучи подключенным ко входам элементов DD1¹и DD3² , ноль на входе Т сразу же заблокирует эти элементы. Тем самым разрешается переключение БЯ сигналами, снимаемыми с выходов элементов DD3 и DD4 , уровни сигналов на выходах DD3и DD4 остаются неизменными в течение времени задержки срабатывания этих элементов. Сохраняющиеся на входах элементов DD3 и DD4 сигналы обеспечивают переключение БЯ в нужном направлении. Через на выходах элементов DD3 и DD4 устанавливается код DD3 = «1», DD4= «1» и БЯ переходит в режим хранения. Для надежного переключения БЯ необходимо поддерживать сигналы на выходах элементов DD3 и DD4 неизменными в течение всего времени переключения БЯ. Поэтому схему триггера с внутренней задержкой необходимо проектировать так, чтобы выполнялось условие: (15.11)}

Рассмотренные ранее семы асинхронных и синхронных RS – и D — триггеров переключаются по приходу определенного уровня напряжения на входы схем и называются схемами триггеров, переключаемых уровнем напряжения. Т – триггер с внутренней задержкой переключается по приходу на вход Т перепада с единичного уровня на нулевой. Варианты обозначений Т – триггера, переключаемого перепадом с единицы на ноль, показаны на рис. 15.26, перепадом с нуля на единицу – на рис. 15.27.

В схеме Т — триггера устранены проскоки и обеспечивается однозначное переключение триггера при любой длительности сигнала на входе Т. Существенным достоинством триггера с внутренней задержкой является то, что большую часть времени БЯ блокирована. Воздействие помех на БЯ возможно только в течение времени задержки переключения элементов И-НЕ . Недостаток схемы триггера с внутренней задержкой состоит в необходимости выдерживать соотношение (15.11) между временем задержки срабатывания элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ. Это требование накладывает определенные ограничения на параметры и топологию схемы триггера.

Минимальная длительность сигнала на входе Т определяется требованием установления нового кода на выходах элементов DD₃ и DD₄ и равна: (15.12).

Время переключения триггера после перехода сигнала на входе Т с единицы на ноль равно:

(15.13).

Время восстановления триггера после перепада на входе Т с единицы на ноль определяется временем установления кода DD₃ = «1», DD₄= «1» на выходах элементов И-НЕ:

(15.14).

Триггеры

JK-типа.

Триггером JK-типа называется триггер, имеющий входы J и K , который при J=K=1 выполняет инверсию предыдущего состояния триггера (т. е. реализуется Т-триггер)., а в остальных случаях JK— триггер работает как RS— триггер, при этом вход J эквивалентен входу S, вход K эквивалентен входу R. Таблица переходов JK— триггера показана на рис. 15.28. Логическое уравнение JK— триггера имеет вид: (15.15).

Схема JK— триггера может быть получена из схемы Т— триггера, если увеличить число входов схемы управления. Схема JK— триггера показана на рис. 15.29. Она получена из схемы Т – триггера с внутренней задержкой путем увеличения числа входов элементов «И-НЕ» DD₃ , DD₄. Обозначения элементов на схеме JK— триггера (рис. 15.29а) соответствует обозначениям элементов Т – триггера с внутренней задержкой (рис. 15.28), но на рис. 15.29 элементы «И» и «ИЛИ-НЕ» начерчены в виде единичного элемента «И-ИЛИ-НЕ».

JK-триггер называют универсальным триггером. Его достоинство состоит в наличии развитой логике на входе. Однако большое количество внешних выводов ограничивает количество JK— триггеров, входящих в состав одной ИС. Обозначение JK— триггера на функциональных схемах показано на рис. 15.29б

Триггеры, управляемые перепадом

В триггерах, управляемых перепадом, используют одну последовательность тактовых импульсов, но новое состояние триггера устанавливается только после окончания действия тактирующего импульса. В отличие от триггеров с внутренней задержкой в триггерах, управляемых перепадом, для устранения гонок используются дополнительные бистабильные ячейки. Не рассматривая всех вариантов исполнения таких триггеров, остановимся подробнее только на схеме MS с инвертором и схеме трех триггеров. Более подробно варианты схем триггеров представлены в книге …

Триггер, управляемый перепадом, по схеме MS с инвертором.

Схема RS-триггера , управляемого перепадом, по схеме MS с инвертором показана на рис. 15.33. В отличии от двухтактного триггера по схеме MS в данном типе триггера подается одна последовательность тактовых импульсов, причем на триггер S синхронизирующий сигнал поступает через инвертор. Триггер M собран на элементах DD₁ … DD₄ , триггер S – на элементах DD₆…DD₉.

Если на синхронизирующем входе присутствует уровень логического нуля (С= «0»), то запись новой информации в триггер M запрещена. При любом коде на входах R и S на выходах элементов DD₁ , DD₂ имеем код DD₁ = «1», DD₂ = «1», и БЯ на элементах DD₃ и DD₄ находится в режиме хранения. На выходе инвертора DD₅ получаем инвертированный сигнал = «1». Этот сигнал подается на синхронизирующие входы триггера S . Информация с выходов триггера M (Q’ и ’) переписывается в триггер S . Оба триггера M и S находится в одинаковом состоянии.

При поступлении тактирующего сигнала на вход С (С= «1») информация с входов R и S записывается в триггер M . Код на выходах Q’ и’ соответствует новому состоянию триггера. На выходах инвертора DD₅ имеем сигнал = «0», запись в триггер S блокирована. Код на выходах Q и триггера S сохраняется до тех пор, пока сигнал синхронизации С= «1» .

После прихода сигнала синхронизации с уровня, соответствующего логической единице (С= «1»), на уровень логического нуля (С= «0») запись новой информации в триггер M вновь блокируется, и через инвертор DD₅ разрешается перезапись информации с триггера M в триггер S. На выходах Q и устанавливается новое состояние, соответствующее коду, который присутствует на входах R и S перед поступлением на вход синхронизации С перепада с единицы на ноль. Обозначение RS – триггера, управляемого перепадом с единицы на ноль, показано на рис. 15.35. Так же, как и при обозначении двухтактного триггера, в обозначении триггера, управляемого перепадом, ставят буквы: «ТТ».

Входы , , показанные на рис. 15.33, служат для асинхронной установки триггера в единичное или нулевое состояние в соответствии с таблицей переходов RS — триггера. Сигналы , подают параллельно на БЯ триггеров M и S , что обеспечивает одновременную асинхронную установку обоих триггеров в соответствующее состояние. При работе триггера по синхронным входам, асинхронные входы должны быть отключены. В схеме, показанной на рис. 15.33, это можно сделать, подав на входы , логические единицы (= «1», = «1»). Обозначение RS – триггера, управляемого перепадом из единицы на ноль и имеющего дополнительные асинхронные входы, показано на рис. 15.36. Подобно триггерам с внутренней задержкой и многотактным триггерам триггеры, управляемые перепадом, используют для борьбы с гонками. Проиллюстрируем это положение на примере работы счетного триггера, управляемого перепадом, выполненного по схеме MS с инвертором. Счетный триггер можно построить на основе RS – триггера, показанного на рис. 15.33, если ввести обратные связи с выходов Q и на входы R и S соответственно. Эти соединения показаны на рис. 15.33 пунктиром. Отметим, что Т— триггер имеет только один вход С сигнала синхронизации RS – триггера. Входы R и S как внешние выводы не могут быть использованы, так как они задействованы под обратные связи. Отключим , входы, для чего подадим нам них логические единицы. Полагая, что входы , отключены, в дальнейшем их рассматривать не будем.

Пусть в исходном состоянии оба триггера M и S записан нуль, так что Q’ = «0», ’= «1», Q = «0», = «1». Временные диаграммы работы триггера (рис. 15.33) в счетном режиме показана на рис. 15.37. На вход Т подаем последовательность синхроимпульсов. С выхода элемента DD₅ снимаем инверсию этих импульсов. На выходах элементов DD₃ (Q’ ) и DD₈ (Q) имеем логические нули, на выходах элементов DD₄ (’) и DD₉ () логические единицы. Логический нуль на входе Т установит на выходах логических элементов DD₁ , DD₂ логические единицы. Поскольку на выходе DD₃ логический нуль, с выхода элемента DD₆ снимем логическую единицу. На обоих входах элемента DD₇ логические единицы, на выходе этого элемента присутствует логический ноль. Этот ноль подтверждает нулевое состояние БЯ на элементах DD₈ , DD₉ .

В момент времени t₁ на входе Т переходит на уровень логической единицы , сигнал на выходе DD₅ — на уровень логического нуля. Логический ноль на выходе элемента DD₅ обеспечит получение логической единицы на выходах элементов DD₆ , DD₇ . БЯ на элементах DD₈ , DD₉ переходит в режим хранения. Состояние ее выходов Q и остается неизменным до тех пор, пока сигнал на входе Т= «1». Постоянство сигнала на выходах Q и обеспечивает устойчивый переход триггера M в единичное состояние. При этом нуль на выходе DD₈ сохраняет единицу на выходе DD₂ , а две единицы на входах элемента DD₁ переводит его выход в состояние нуля.

В момент времени t₂ состояние входа Т переходит с уровня логической единицы на уровень логического нуля, на выходе инвертора DD₅ — с уровня логического нуля на уровень логической единицы. На выходах элементов DD₁ , DD₂ код снова равен DD₁ = «1», DD₂ = «1». БЯ на элементах DD₃ и DD₄ переходит в режим хранения. Ее состояние остается неизменным до прихода следующего импульса на счетный вход Т . Единичный сигнал на выходе DD₅ и единица на выходе элемента DD₃ переводит сигнал на выходе элемента DD₆ на уровень нуля. Ноль на выходе элемента DD₄ удерживает сигнал на выходе элемента DD₇ на уровне логической единицы. Уровни сигналов на выходе БЯ DD₈ , DD₉ принимает значение, соответствующее единичному состоянию триггера. Далее процесс переключения триггера проходит подобным образом.

Из временной диаграммы рис. 15.37 следует, что сигнал на выходе триггера M изменяется по приходу на входе Т с нуля на единицу. Сигнал на выходе триггера S изменяется по окончанию тактового импульса на входе Т единицы на ноль. Постоянство уровней на выходах Q и в течение интервала, пока Т = & обеспечивает однозначность переключения триггера и отсутствие гонок.

Импульсы на выходах всех элементов, кроме инвертора DD₅ следует с частотой, в два раза меньшей частоты следования импульсов на входе Т. Сигнал на выходе элемента DD₂ имеет импульсы, совпадающего по длительности с импульсом на входе Т. Сигнал на выходе элемента DD₂ соответствует переходу счетного триггера из единичного состояния в нулевое, что видно из применения состояния выходов Q (выход DD₈) и (выход DD₉) триггера. Следовательно, импульсы на выходе элемента DD₂ можно рассматривать как инвертированный сигнал переноса при добавлении к единичному состоянию триггера очередного счетного импульса. Аналогично, импульс на выходе элемента DD₁ можно считать как инвертированный сигнал заема при вычитании из нулевого состояния триггера очередного счетного импульса, поступившего на вход Т.

Триггер, управляемый переходом, выполненный по схеме MS не требует подбора времени задержки срабатывания отдельных компонентов схемы, как это имеет место в триггере с внутренней задержкой. Однако схема триггера, управляемого переходом по схеме MS с инвертором обладает низкой помехоустойчивостью. Низкая устойчивость объясняется теми же причинами, что и низкая помехоустойчивость синхронно RS триггера на элементах И – НЕ , когда помеха, поступившая на входы БЯ может применить их состояние и запомнится.

Минимальная длительность сигнала на входе Т определяется требованием надежного установления нового хода на выходах триггера М и ранга.

t₄ =2t_3сри-не (15.16)

Время установления хода на выходах триггера после прихода перехода с единицы на ноль на вход С равно времени задержки срабатывания инвертора DD₅ и время задержки срабатывания

триггера S: t_3тг=4t_{3ср и-не} (15.17) Максимальная частота переключения триггера по схеме MS с инвертором (рис. 15.33):

(15.17)

RS-триггер

RS-триггер

Радиолюбительские устройства на микросхеме КМОП 4093Базовые схемы и источники питания

На рис. 1.13 показано, как из двух логических элементов 2И-НЕ ИС 4093 можно собрать RS-триггер. Схема представляет собой бистабильную ячейку, переключаемую импульсами с потенциалом лог. 0.

Рис.1.13. RS-триггер на двух логических вентилях ИС4093

Как видно, схема имеет два выхода: нормальный Q и инверсный. Когда на одном выходе — единица, на другом обязательно будет нуль и наоборот, потому что они комплементарны. Схема имеет два входа: вход установки единицы (S — Set) и вход установки нуля (R — Reset), как показано на рисунке. На входы подаются переключающие сигналы. Удерживающий R-вход соединен с инверсным Q-выходом и удерживающий S-вход соединен с Q-выходом, образуя замкнутую петлю обратной связи для цифровых сигналов. Схема работает следующим образом. Когда «отрицательный» импульс поступает на вход S, выход Q переключается в состояние лог. 1. Так как с этим выходом соединен удерживающий вход R, лог. 1 вызывает появление на выходе Q лог. 0. Но инверсный Q -выход также соединен с удерживающим входом S, образуя цепь обратной связи, побуждающую выход Q оставаться в состоянии лог. 1 даже при исчезновении переключающего импульса.

Чтобы переключить триггер снова, нужно подать «отрицательный» импульс на вход R. Этот импульс побуждает инверсный выход Q перейти в состояние лог. 1 и, так как этот выход соединен с удерживающим входов S, переводит выход Q в состояние лог. 0. Лог. 0 с выхода Q подается на удерживающий вход R, и после окончания переключающего импульса выходы продолжают оставаться в своих состояниях. Заметим, что схема имеет два стабильных состояния, изменить которые мы можем лишь с помощью «отрицательных» импульсов на входах (R или S). Переключаемая вручную бистабильная ячейка может быть образована подсоединением кнопочных переключателей к входам S и R, как показано на рис. 1.14.

Высокое входное сопротивление ИС 4093 позволяет использовать широкий диапазон номиналов резисторов в этой схеме. Обычно они могут меняться от 1 кОм до 10 МОм. Резисторы подают высокий логический уровень на входы, когда выключатели разомкнуты. Без резисторов мы будем иметь неопределенное состояние на входах, когда выключатели разомкнуты, и это может вызвать ошибки в работе схемы. При наличии высокоомных резисторов в этой схеме мы получим бистабильную ячейку, переключаемую прикосновением, как показано на рис. 1.15. Многие схемы в следующих статьях построены на базе этой конфигурации. Можно получить различные модификации этой базовой схемы, используя другие логические элементы в качестве инверторов, и собрать управляемые положительными импульсами RS-триггеры.

Цепи запуска

— обзор

Это полезное дополнение к элементам управления, представленным выше в случае транзисторов, поскольку для этих компонентов также могут использоваться импульсные трансформаторы.

3.3.1 Управление тиристором

Давайте рассмотрим тиристор, которым мы хотим управлять, используя структуру, представленную на рисунке 3.11. Из этой схемы мы видим, что тиристор эквивалентен объединению двух транзисторов (PNP и NPN) с четко видимым переходом база / эмиттер между триггером и катодом.

Рисунок 3.11. Управление зажиганием тиристора с помощью импульсного трансформатора

В этом случае переключатель изолирован от управления через трансформатор, единственное назначение которого — обеспечить гальваническую изоляцию. Поскольку тиристорное управление асимметрично, возникает проблема с намагничиванием трансформатора. Фактически мы видим, что когда транзистор Т включен, на первичную обмотку трансформатора подается напряжение E ( v ₁ = E ). Поскольку трансформатор имеет намагничивающую индуктивность (см. Главу 4), ток i _P увеличивается до тех пор, пока транзистор не перестанет управляться.Диод D ₁ переходит в проводимость непрерывно с током в намагничивающей индуктивности, и напряжение, приложенное к первичной обмотке трансформатора, достигает — В _z <0 (если не учитывать падение напряжения в D ₁ ): ток i _P уменьшается, и если эта фаза длится достаточный промежуток времени, мы говорим, что размагничивание завершено ( i _P = 0) ² .

Полный размер сборки зависит, прежде всего, от характеристик триггерного / катодного перехода: для правильного срабатывания тиристора ток триггера должен превышать определенное значение, зависящее от температуры. Поэтому нам необходимо убедиться, что компонент сработает в наихудших возможных условиях (как правило, в холодном состоянии). Например, для тиристора 2N6397 (производства ON semiconductor) с номиналом 400 В / 12 А максимальный ток срабатывания составляет 30 мА, а максимум — 1.5 В. Триггерный ток также должен поддерживаться в течение достаточного периода времени для правильного переключения: данные также предоставляются производителем, как видно из рисунка 3.12, взятого из документации ON Semiconductor.

Рисунок 3.12. Ток срабатывания как функция времени для трех компонентов температуры

источник: ON Semiconductor

Из графика мы видим, что импульс 30 мА с длительностью T _{импульс} = 2 μ с приведет к включению включен при любой рабочей температуре (включая запуск при -40 ° C).В этих условиях мы знаем, что контроллеру необходимо будет управлять транзистором T в течение этого периода, но нам все равно нужно подобрать размер оставшейся цепи, чтобы обеспечить требуемый ток 30 мА.

Мы продолжим рассматривать определение размеров компонентов схемы управления на этом примере, предполагая, что управляющий сигнал В, _c имеет тип транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) (0–5 В) и мощность Напряжение Е цепи зафиксировано на уровне 15 В.Когда транзистор Т включен, первичное напряжение В ₁ трансформатора можно считать равным E (не считая напряжения В _CEsat ≃ 0 4 В Т): ток намагничивания (первичный) принимает вид:

[3.10] iμ = ELμt + Iμ0

Если учесть, что схема работает с полным размагничиванием, 1 _{μ 0} = 0. Следовательно, мы должны обеспечить, чтобы ток i _μ не превышает определенный порог в конце периода времени T, _{, импульс} , .На практике производственная документация на импульсные трансформаторы включает параметр, обозначаемый как В, . T (в вольт-секундах — В.с), что соответствует L _μ . I _{μ макс} = E . T _{импульс} . В нашем случае, учитывая, что E = 15 В и T _{импульс} = 2 μ с, мы должны использовать трансформатор с параметром V . T равно (или больше) 30 В. мк с.

Второй параметр трансформатора — коэффициент трансформации. Этот выбор частично произвольный и должен быть адаптирован на основе значений, доступных в каталогах производителей (например, Schaffner). В данном случае мы будем рассматривать трансформатор IT 258 (Schaffner) с коэффициентом трансформации 1: 1 (который легко выдерживает ток 30 мА и дает В . T продукт 250 В. μ с).

В этих условиях во время включения Т вторичное напряжение приблизительно равно E , и, таким образом:

[3.11] E = VD1 + Rg.Ig + VGK

, где В _{D 1} = 0,7 В и В _GK = 1,5 В макс.

Отсюда мы заключаем, что:

[3.12] Rg = E − VD1 − VGKIg = 427Ω.

Сопротивление R не оказывает прямого влияния на управление тиристором ³ , за исключением случаев, когда транзистор не работает. Способствует снижению чувствительности тиристора к быстрым изменениям напряжения В _АК . Одним из недостатков тиристоров является риск неконтролируемого включения, связанный с этим резким изменением напряжения между анодом и катодом (высокое: dvAKdt).Десенсибилизация проводится во время производственного проекта, что приводит к деградации перехода триггер / катод; этот переход больше не ведет себя как простой PN переход, а вместо этого ведет себя так, как если бы присутствовал маломощный параллельный резистор [LEF 02]. В этом случае сопротивление R = R _g не будет проблемой, так как вторичная обмотка импульсного трансформатора может легко выдержать ток, вдвое превышающий I _g .

Примечание 3.1

Для защиты тиристора от dv _AK / dt , мы также вставляем цепь RC (последовательно) параллельно компоненту (между анодом и катодом). Вспомогательная цепь этого типа, как уже говорилось ранее для транзисторов в прерывателе, известна как демпфер.

Во время фазы выключения транзистора T проводимость через диод D ₁ заставляет нас прикладывать напряжение — V _z , генерируемое D _z , к первичной обмотке трансформатора ( v _P = — V _z ).Это обеспечивает быстрое размагничивание трансформатора (с длительностью T _dem ). Размагничивание завершено, когда поверхность V _P . T _dem равно (точнее, напротив) E . T _{импульс} :

[3.13] VP.Tdem = E.Tpulse = Vz.Tdem

Следовательно, выбор V _z позволяет нам зафиксировать время размагничивания, которое будет минимальным временем между два командных импульса.С V . T трансформатор и V _z параметры стабилитрона, мы можем определить максимальный рабочий цикл α _max для управления:

[3.14] αmax = TpulseTpulse + Tdem = VT / EV.T / E + VT / Vz = VzE + Vz

Это является основным ограничением для использования импульсного трансформатора: управляющие импульсы должны быть короткими, чтобы избежать насыщения магнитной цепи, а рабочий цикл также должен быть ограничен. В случае тиристорного управления это не представляет реальной проблемы, но при управлении транзисторами в течение длительного периода времени ограничение создает значительные проблемы.Эти проблемы решаются с помощью управления последовательностью волн. В этом случае мы можем выбрать напряжение В _z равным E , то есть 15 В.

Примечание 3.2

Структура схемы управления очень похожа на структуру изолированного импульсного режима. источник питания, как мы увидим в томе 3. Он известен как прямой источник питания из-за того, что энергия передается напрямую от первичной обмотки ко вторичной (мы не стремимся хранить энергию в трансформаторе, хотя на практике , это всегда происходит).Однако в случае классического импульсного источника питания приоритет отдается эффективности; Таким образом, энергия намагничивания извлекается (недиссипативным образом) с помощью третьей обмотки трансформатора. В данном случае энергетические характеристики не важны, а простота является ключевым моментом; поэтому эта энергия рассеивается в стабилитроне.

Стабилитрон рассеивает определенную мощность P _z , и это необходимо учитывать при определении размеров (в дополнение к V _z ).В технической документации на трансформатор указана первичная (т.е. намагничивающая) индуктивность L _p = L _μ , что позволяет нам рассчитать запасенную энергию E _mag :

[3,15] Emag = 12Lμ .Iμmax2 = 12Lμ. (E.TpulseLμ) 2 = E2.Tpulse22Lμ

, где L _p = L _μ = 2,5 мГн для трансформатора IT 258.

Принимая во внимание период управления T _d = 1/ F _d (частота F _d ), мы можем вывести мощность, рассеиваемую в стабилитроне:

[3.16] Pz = E2.Tpulse22Lμ.Td = E2.Tpulse2.Fd2Lμ

В случае подключения управляемого выпрямителя к сети 50 Гц тиристор будет получать команду один раз за период, то есть каждые 20 мс. Таким образом, у нас есть мощность 9 μ Вт (очень низкое значение, которое не требует использования рассеивателя и может быть выбрано с корпусом устройства поверхностного монтажа (SMD), как в случае диода Rohm EDZTE6115B — 15). В / 0,15 Вт).

Остальная часть процесса определения размеров конструкции состоит из выбора транзистора T, способного выдерживать максимальное напряжение E + В _z = 30 В и максимальный ток E.TpulseLμ + Ig = 412 мА. В этом случае отлично подойдет транзистор типа BD 135 с номиналом 45 В / 1,5 А. Для диодов D ₁ и D ₂ компоненты, способные выдерживать максимальные токи 12 и 400 мА соответственно. , а напряжения 15 В в обоих случаях найти несложно (достаточно «сигнальных» диодов типа 1N4148).

Цепи общего пользования с меткой «триггер Шмитта» — CircuitLab

Теперь показаны схемы 1-17 из 17. Сортировать по недавно измененное имя

	Триггер Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ по mk5734 | обновлено 24 июля 2018 г. триггер Шмитта ttl
	тестовое задание ПУБЛИЧНЫЙ Круто по oscartwinb | обновлено 25 марта 2017 г. усилитель звука логический вентиль НЧ триггер Шмитта
	Триггер Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ Базовая (неинвертирующая) схема триггера Шмитта, которая похожа на компаратор, но с отдельными напряжениями для переключения HI и LOW. по Drhawley | обновлено: 7 апреля 2016 г. операционный усилитель триггер Шмитта
	поведенческий неинвертирующий триггер Шмитта 02 (параметризованный) ПУБЛИЧНЫЙ То же, что: поведенческий неинвертирующий триггер Шмитта 01, но с параметрами. по сигналу | обновлено 20 января 2014 г. поведенческий поведенческий параметры Шмитт триггер Шмитта
	555 Таймер задержки LDR ПУБЛИЧНЫЙ Моторный привод контроллера LDR с задержкой включения по сигналу | обновлено 15 октября 2013 г. 555 ldr моностабильный фоторезистор триггер Шмитта
	Триггер Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ автор captain_bibo | обновлено 22 сентября 2013 г. компаратор триггер Шмитта
	Осциллятор релаксации ПУБЛИЧНЫЙ автор captain_bibo | обновлено 22 сентября 2013 г. операционный усилитель релаксационный осциллятор триггер Шмитта
	Простой линейно-импульсный ГУН ПУБЛИЧНЫЙ автор legoboy468 | обновлено 26 июля 2013 г. Музыка осциллятор триггер Шмитта звук синтезатор
	Дурацкий звуковой мод ПУБЛИЧНЫЙ Модификация дурацкого звукового генератора Рэя Уилсона.Сочетает это и гитарный эффект ШИМ. автор legoboy468 | обновлено 26 июня 2013 г. Музыка осциллятор шим триггер Шмитта звук синтезатор странный
	Comparatore con isteresi ПУБЛИЧНЫЙ Классический инвертированный компаратор с реалистичной реализацией с операционным усилителем автор: columbaprof | обновлено 14 февраля 2013 г. компаратор беспомощный операционный усилитель триггер Шмитта
	Триггер Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ Триггер Шмитта на базе ОУ с положительной обратной связью. автор: martydd3 | обновлено 19 ноября 2012 г. операционный усилитель триггер Шмитта
	Схема светочувствительного счетчика ПУБЛИЧНЫЙ Возможна полная светочувствительная счетная схема с 3 цифрами, использующая микросхемы 311, 7414, 7490 и 7447 и 7-сегментные дисплеи. по lucasmoten | обновлено 15 мая 2012 г. 311 7-сегментный дисплей 7414 7447 7490 устранять подпрыгивание цифровой вел фототранситор триггер Шмитта
	Триггер Шмитта с настраиваемым гистерезисом ПУБЛИЧНЫЙ На этой схеме показан триггер Шмитта с настраиваемым гистерезисом. по flandersen | обновлено 1 мая 2012 г. триггер Шмитта
	Триггер Шмитта с операционным усилителем ПУБЛИЧНЫЙ Триггер Шмитта с операционным усилителем с использованием положительной обратной связи. по flandersen | обновлено 1 мая 2012 г. триггер Шмитта
	поведенческий неинвертирующий триггер Шмитта 01 ПУБЛИЧНЫЙ Неинвертирующий триггер Шмитта, управляемый поведенческим источником косинусного напряжения 5 В от пика до пика 1 кГц с экспоненциальным запуском от 2.Смещение 5 В постоянного тока с постоянной времени 250 мкс, жесткое ограничение на 0,5 В … по сигналу | обновлено 15 апреля 2012 г. поведенческие источники конвергенция улучшение конвергенции синусоидальный источник триггер Шмитта
	инвертирующий логический вентиль триггера Шмитта ПУБЛИЧНЫЙ Поведенческая модель логического элемента инвертирующего триггера Шмитта с настраиваемым пользователем порогом и гистерезисом. по сигналу | обновлено 22 марта 2012 г. поведенческий шмитт инвертирующий-шмитт триггер Шмитта
	Гистерезис цифрового входа (поведение «триггера Шмитта») ПУБЛИЧНЫЙ Все входы цифровых элементов в CircuitLab в настоящее время демонстрируют эффекты гистерезиса (VIL = 2.0, VIH = 3,0). по mrobbins | обновлено 22 марта 2012 г. цифровой гистерезис триггер Шмитта

Как работает триггер Шмитта

Практически любая цифровая схема, используемая в современной высокоскоростной передаче данных, требует некоторого действия триггера Шмитта на своих входах.

Почему используется триггер Шмитта

Основная цель триггера Шмитта состоит в том, чтобы устранить шум и помехи на линиях передачи данных и обеспечить хороший чистый цифровой выход с быстрыми переходами фронтов.

Время нарастания и спада цифрового выхода должно быть достаточно низким, чтобы его можно было использовать в качестве входов для следующих каскадов в цепи. (Многие ИС имеют ограничения на тип перехода фронта, который может появиться на входе.)

Основное преимущество триггеров Шмитта заключается в том, что они очищают зашумленные сигналы, сохраняя при этом высокую скорость потока данных, в отличие от фильтров, которые могут фильтровать выводит шум, но значительно снижает скорость передачи данных.

Триггеры Шмитта также часто встречаются в схемах, которым требуется преобразование формы сигнала с медленными переходами по краям в цифровую форму сигнала с быстрыми и чистыми переходами по краям.

Триггер Шмитта может преобразовывать практически любую аналоговую форму волны — такую ​​как синусоидальную или пилообразную волну — в цифровой сигнал ВКЛ-ВЫКЛ с быстрыми переходами фронтов. Триггеры Шмитта представляют собой активные цифровые устройства с одним входом и одним выходом, например, буфер или инвертор.

Во время работы цифровой выход может быть высоким или низким, и этот выход меняет состояние только тогда, когда его входное напряжение становится выше или ниже двух предустановленных пороговых значений напряжения.Если выход окажется низким, выход не изменится на высокий, если входной сигнал не превысит определенный верхний пороговый предел.

Аналогично, если выходное значение окажется высоким, выход не изменится на низкий, пока входной сигнал не опустится ниже определенного нижнего порогового значения.

Нижний порог несколько ниже верхнего порогового значения. На вход можно подавать любой вид сигнала (синусоидальные волны, пилообразные, звуковые волны, импульсы и т. Д.), Если его амплитуда находится в пределах рабочего диапазона напряжения.

Диаграмма для объяснения триггера Шмитта

На приведенной ниже диаграмме показан гистерезис, возникающий в результате верхнего и нижнего пороговых значений входного напряжения. Каждый раз, когда входной сигнал выше верхнего порогового значения, выходной сигнал высокий.

Когда входной сигнал ниже нижнего порога, выход низкий, а когда напряжение входного сигнала оказывается между верхним и нижним пороговыми пределами, выход сохраняет свое предыдущее значение, которое может быть высоким или низким.

Расстояние между нижним и верхним порогами называется промежутком гистерезиса.Выход всегда сохраняет свое предыдущее состояние до тех пор, пока вход не изменится в достаточной степени, чтобы вызвать его изменение. Отсюда и обозначение «триггера» в названии.

Триггер Шмитта работает во многом так же, как бистабильная схема защелки или бистабильный мультивибратор, поскольку он имеет внутреннюю 1-битную память и меняет свое состояние в зависимости от условий триггера.

Использование серии IC 74XX для работы триггера Шмитта

Texas Instruments обеспечивает функции триггера Шмитта почти во всех своих технологических семействах, от старого семейства 74XX до последнего семейства AUP1T.

Эти ИС могут иметь инвертирующий или неинвертирующий триггер Шмитта. Большинство триггерных устройств Шмитта, таких как 74HC14, имеют пороговые уровни при фиксированном соотношении Vcc.

Этого может хватить для большинства приложений, но иногда пороговые уровни необходимо изменять в зависимости от условий входного сигнала.

Например, диапазон входного сигнала может быть меньше фиксированного гистерезисного промежутка. Пороговые уровни могут быть изменены в ИС, таких как 74HC14, путем подключения резистора отрицательной обратной связи от выхода к входу вместе с другим резистором, соединяющим входной сигнал со входом устройства.

Это обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для гистерезиса, а зазор гистерезиса теперь можно регулировать, изменяя значения двух добавленных резисторов или используя потенциометр. Резисторы должны быть достаточно большого номинала, чтобы поддерживать входной импеданс на высоком уровне.

Триггер Шмитта — это простая концепция, но он был изобретен только в 1934 году, когда американский ученый по имени Отто Х. Шмитт был еще аспирантом.

Об Отто Х. Шмитте

Он не был инженером-электриком, так как его исследования были сосредоточены на биологической инженерии и биофизике.Он придумал триггер Шмитта, когда пытался создать устройство, которое воспроизводило бы механизм распространения нервных импульсов в нервах кальмара.

Его диссертация описывает «термоэлектронный триггер», который позволяет преобразовывать аналоговый сигнал в цифровой, который либо полностью включен, либо выключен («1» или «0»).

Он не знал, что крупные производители электроники, такие как Microsoft, Texas Instruments и NXP Semiconductors, не могли бы существовать так, как они есть сегодня, без этого уникального изобретения.

Триггер Шмитта оказался настолько важным изобретением, что он используется в механизмах ввода практически всех цифровых электронных устройств, представленных на рынке.

Что такое триггер Шмитта

Концепция триггера Шмитта основана на идее положительной обратной связи и на том факте, что любую активную схему или устройство можно заставить действовать как триггер Шмитта, применив положительную обратную связь, чтобы петлевое усиление больше единицы.

Выходное напряжение активного устройства ослабляется на определенную величину и подается как положительная обратная связь на вход, которая эффективно добавляет входной сигнал к ослабленному выходному напряжению.Это создает действие гистерезиса с верхним и нижним пороговыми значениями входного напряжения.

Большинство стандартных буферов, инверторов и компараторов используют только одно пороговое значение. Выход меняет состояние, как только форма входного сигнала пересекает этот порог в любом направлении.

Как работает триггер Шмитта

Шумный входной сигнал или сигнал с медленной формой волны будут появляться на выходе в виде серии шумовых импульсов.

Триггер Шмитта очищает это состояние — после того, как выход меняет состояние, когда его вход пересекает пороговое значение, само пороговое значение также изменяется, поэтому теперь входное напряжение должно двигаться дальше в противоположном направлении, чтобы снова изменить состояние.

Помехи или помехи на входе не появятся на выходе, если их амплитуда не окажется больше разницы между двумя пороговыми значениями.

Любой аналоговый сигнал, такой как синусоидальные сигналы или аудиосигналы, можно преобразовать в серию импульсов включения-выключения с быстрыми, четкими переходами фронтов. Существует три метода реализации положительной обратной связи для формирования схемы триггера Шмитта.

Как работает обратная связь в триггере Шмитта

В первой конфигурации обратная связь добавляется непосредственно к входному напряжению, поэтому напряжение должно сместиться на большую величину в противоположном направлении, чтобы вызвать другое изменение выходного сигнала.

Это обычно называется параллельной положительной обратной связью.

Во второй конфигурации обратная связь вычитается из порогового напряжения, что имеет тот же эффект, что и добавление обратной связи к входному напряжению.

Это образует последовательную цепь положительной обратной связи, которую иногда называют схемой динамического порога. Схема резистор-делитель обычно устанавливает пороговое напряжение, которое является частью входного каскада.

Первые две схемы можно легко реализовать с помощью одного операционного усилителя или двух транзисторов вместе с несколькими резисторами.Третий метод немного сложнее и отличается тем, что не имеет обратной связи ни с какой частью этапа ввода.

В этом методе используются два отдельных компаратора для двух пороговых предельных значений и триггер в качестве 1-битного элемента памяти. К компараторам не применяется положительная обратная связь, поскольку они содержатся в элементе памяти. Каждый из этих трех методов более подробно объясняется в следующих параграфах.

Все триггеры Шмитта являются активными устройствами, которые полагаются на положительную обратную связь для достижения своего гистерезисного действия.Выходной сигнал переходит в «высокий», когда входной сигнал поднимается выше определенного предустановленного верхнего порогового значения, и переходит в «низкий», когда входной сигнал опускается ниже нижнего порогового значения.

Выход сохраняет свое предыдущее значение (низкое или высокое), когда вход находится между двумя пороговыми пределами.

Этот тип схемы часто используется для очистки зашумленных сигналов и преобразования аналоговой формы волны в цифровую (единицы и нули) с четкими и быстрыми переходами фронтов.

Типы обратной связи в схемах триггера Шмитта

Существует три метода, обычно используемых при реализации положительной обратной связи для формирования схемы триггера Шмитта.Эти методы — параллельная обратная связь, последовательная обратная связь и внутренняя обратная связь, которые обсуждаются ниже.

Методы параллельной и последовательной обратной связи фактически представляют собой двойные версии одного и того же типа цепи обратной связи. Параллельная обратная связь Схема параллельной обратной связи иногда называется модифицированной схемой входного напряжения.

В этой схеме обратная связь добавляется непосредственно к входному напряжению и не влияет на пороговое напряжение. Поскольку обратная связь добавляется к входу, когда выход меняет состояние, входное напряжение должно сместиться на большую величину в противоположном направлении, чтобы вызвать дальнейшее изменение выхода.

Если на выходе низкий уровень, а входной сигнал увеличивается до точки, в которой он пересекает пороговое напряжение, и выходной сигнал изменяется на высокий.

Часть этого выхода подается непосредственно на вход через контур обратной связи, который «помогает» выходному напряжению оставаться в новом состоянии.

Это эффективно увеличивает входное напряжение, что имеет тот же эффект, что и понижение порогового напряжения.

Само пороговое напряжение не изменяется, но теперь вход должен двигаться дальше в нисходящем направлении, чтобы перевести выход в низкое состояние.Как только выходной сигнал становится низким, этот же процесс повторяется, чтобы вернуться в высокое состояние.

В этой схеме не обязательно использовать дифференциальный усилитель, так как любой несимметричный неинвертирующий усилитель будет работать.

И входной сигнал, и выходная обратная связь подаются на неинвертирующий вход усилителя через резисторы, и эти два резистора образуют взвешенный параллельный сумматор. Если есть инвертирующий вход, он устанавливается на постоянное опорное напряжение.

Примерами параллельных цепей обратной связи являются схема триггера Шмитта с коллекторной связью или схема неинвертирующего операционного усилителя, как показано:

Последовательная обратная связь

Схема динамического порога (последовательная обратная связь) работает в в основном так же, как и параллельная цепь обратной связи, за исключением того, что обратная связь с выхода напрямую изменяет пороговое напряжение, а не входное напряжение.

Обратная связь вычитается из порогового напряжения, что имеет тот же эффект, что и добавление обратной связи к входному напряжению. Как только вход пересекает границу порогового напряжения, пороговое напряжение изменяется на противоположное значение.

Теперь вход должен измениться в большей степени в противоположном направлении, чтобы снова изменить состояние выхода. Выход изолирован от входного напряжения и влияет только на пороговое напряжение.

Следовательно, входное сопротивление для этой последовательной схемы можно сделать намного выше, чем для параллельной.Эта схема обычно основана на дифференциальном усилителе, где вход подключен к инвертирующему входу, а выход подключен к неинвертирующему входу через резисторный делитель напряжения.

Делитель напряжения устанавливает пороговые значения, а контур действует как сумматор последовательного напряжения. Примерами этого типа являются классический триггер Шмитта с эмиттерной связью на транзисторах и схема инвертирующего операционного усилителя, как показано здесь:

Внутренняя обратная связь

В этой конфигурации триггер Шмитта создается с помощью двух отдельных компараторов ( без гистерезиса) для двух пороговых значений.

Выходы этих компараторов подключены к входам установки и сброса триггера RS. Положительная обратная связь содержится в триггере, поэтому обратная связь с компараторами отсутствует. Выход триггера RS переключается на высокий уровень, когда входной сигнал превышает верхний порог, и переключается на низкий уровень, когда входной сигнал опускается ниже нижнего порога.

Когда вход находится между верхним и нижним порогами, выход сохраняет свое предыдущее состояние. Примером устройства, использующего эту технику, является 74HC14 производства NXP Semiconductors и Texas Instruments.

Эта часть состоит из компаратора верхнего порога и компаратора нижнего порога, которые используются для установки и сброса триггера RS. Триггер Шмитта 74HC14 — одно из самых популярных устройств для сопряжения реальных сигналов с цифровой электроникой.

Два пороговых значения в этом устройстве установлены на фиксированное соотношение Vcc. Это сводит к минимуму количество деталей и сохраняет схему простой, но иногда пороговые уровни необходимо изменять для различных типов условий входного сигнала.

Например, диапазон входного сигнала может быть меньше фиксированного диапазона напряжения гистерезиса. Пороговые уровни можно изменить в 74HC14, подключив резистор отрицательной обратной связи между выходом и входом и еще один резистор, подключив входной сигнал к входу.

Это эффективно снижает фиксированные 30% положительной обратной связи до некоторого более низкого значения, например 15%. Для этого важно использовать резисторы большого номинала (мегаомный диапазон), чтобы поддерживать высокое входное сопротивление.

Преимущества триггера Шмитта

Триггеры Шмитта служат целям в любых системах высокоскоростной передачи данных с некоторой формой цифровой обработки сигналов. Фактически, они служат двойной цели: устранять шум и помехи в линиях передачи данных, сохраняя при этом высокую скорость потока данных, и преобразовывать случайную аналоговую форму волны в цифровую форму сигнала включения-выключения с быстрыми и четкими переходами по краям.

Это дает преимущество перед фильтрами, которые могут отфильтровывать шум, но значительно замедляют скорость передачи данных из-за их ограниченной полосы пропускания.Кроме того, стандартные фильтры не могут обеспечить хороший, чистый цифровой выход с быстрыми переходами краев, когда применяется медленная форма входного сигнала.

Эти два преимущества триггеров Шмитта объясняются более подробно следующим образом: Шумные входные сигналы Влияние шума и помех является серьезной проблемой в цифровых системах, поскольку используются более длинные и длинные кабели и требуются все более и более высокие скорости передачи данных.

Некоторые из наиболее распространенных способов снижения шума включают использование экранированных кабелей, использование скрученных проводов, согласование импедансов и уменьшение выходных сопротивлений.

Эти методы могут быть эффективными для снижения шума, но на входной линии все равно останется некоторый шум, который может вызвать нежелательные сигналы в цепи.

Большинство стандартных буферов, инверторов и компараторов, используемых в цифровых схемах, имеют только одно пороговое значение на входе. Таким образом, выход меняет состояние, как только входной сигнал пересекает этот порог в любом направлении.

Если сигнал случайного шума пересекает эту пороговую точку на входе несколько раз, он будет виден на выходе как серия импульсов.Кроме того, на выходе может появиться форма волны с медленными переходами по краям в виде серии колеблющихся шумовых импульсов.

Иногда для уменьшения этого дополнительного шума используется фильтр, например, в сети RC. Но каждый раз, когда такой фильтр используется на пути данных, он значительно снижает максимальную скорость передачи данных. Фильтры блокируют шум, но они также блокируют высокочастотные цифровые сигналы.

Триггер Шмитта Фильтры

Триггер Шмитта очищает это вверх. После того, как выход меняет свое состояние, когда его вход пересекает порог, сам порог также изменяется, поэтому вход должен двигаться дальше в противоположном направлении, чтобы вызвать другое изменение выхода.

Из-за этого эффекта гистерезиса использование триггеров Шмитта, вероятно, является наиболее эффективным способом уменьшения шума и помех в цифровой схеме. Проблемы с шумом и помехами обычно можно решить, если не устранить, добавив гистерезис на входной линии в виде триггера Шмитта.

До тех пор, пока амплитуда шума или помех на входе меньше ширины гистерезисного промежутка триггера Шмитта, на выходе не будет влияния шума.

Даже если амплитуда немного больше, это не должно влиять на выход, если входной сигнал не центрируется на зазоре гистерезиса. Пороговые уровни, возможно, придется отрегулировать для достижения максимального устранения шума.

Это можно легко сделать, изменив номиналы резистора в цепи положительной обратной связи или используя потенциометр.

Основное преимущество триггера Шмитта по сравнению с фильтрами заключается в том, что он не снижает скорость передачи данных, а в некоторых случаях фактически ускоряет ее за счет преобразования медленных сигналов в быстрые (более быстрые переходы краев).Практически любая цифровая ИС, представленная сегодня на рынке, использует ту или иную форму действия триггера Шмитта (гистерезис) на своих цифровых входах.

К ним относятся микроконтроллеры, микросхемы памяти, логические вентили и т. Д. Хотя эти цифровые ИС могут иметь гистерезис на своих входах, многие из них также имеют ограничения на время нарастания и спада на входе, отображаемые в их спецификациях, и это необходимо учитывать. Идеальный триггер Шмитта не имеет ограничений по времени нарастания или спада на входе.

Медленные входные сигналы иногда гистерезисный промежуток слишком мал, или есть только одно пороговое значение (устройство триггера не Шмитта), при котором выходной сигнал становится высоким, если входной сигнал превышает пороговое значение, и выходной сигнал становится низким, если входной сигнал падает ниже него.

В подобных случаях существует граничная область вокруг порогового значения, и медленный входной сигнал может легко вызвать колебания или избыточный ток, протекающий по цепи, что может даже повредить устройство. Эти медленные входные сигналы могут иногда возникать даже в быстрые цифровые схемы в условиях включения питания или других условиях, когда фильтр (например, RC-сеть) используется для подачи сигналов на входы.

Проблемы этого типа часто возникают в схемах устранения дребезга ручных переключателей, длинных кабелей или проводов, а также в сильно нагруженных схемах.

Например, если сигнал медленного нарастания (интегратор) применяется к буферу и он пересекает единственную пороговую точку на входе, выход изменит свое состояние (например, с низкого на высокое). Это инициирующее действие может привести к тому, что из источника питания будет на мгновение потребляться дополнительный ток, а также немного снизится уровень мощности VCC.

Этого изменения может быть достаточно, чтобы выход снова изменил свое состояние с высокого на низкое, поскольку буфер определяет, что вход снова пересек пороговое значение (несмотря на то, что вход остается прежним).Это может повториться снова в обратном направлении, так что на выходе появится серия осциллирующих импульсов.

Использование триггера Шмитта в этом случае не только устранит колебания, но также преобразует медленные переходы фронта в чистую серию импульсов ВКЛ-ВЫКЛ с почти вертикальными переходами фронтов. Выход триггера Шмитта может затем использоваться как вход для следующего устройства в соответствии с его характеристиками времени нарастания и спада.

(Хотя колебания могут быть устранены с помощью триггера Шмитта, при переходе все еще может существовать избыточный ток, который, возможно, потребуется исправить другим способом.)

Триггер Шмитта также используется в тех случаях, когда аналоговый вход, такой как синусоидальный сигнал, звуковой сигнал или пилообразный сигнал, необходимо преобразовать в прямоугольный сигнал или какой-либо другой тип цифрового сигнала ВКЛ-ВЫКЛ с быстрым фронтом. переходы.

Каковы общие типы триггеров в цифровых схемах?

Существует три типа триггеров, обычно используемых в цифровых последовательных схемах : триггеры уровня, импульсные триггеры и краевые триггеры.Позвольте мне познакомить вас с этими тремя триггерами сегодня.

Импульсный триггер

Как показано на рисунке выше, импульсный триггер состоит из двух идентичных триггеров SR, запускаемых по уровню, где левый триггер SR становится главным триггером, а правый сторона называется ведомым триггером. Эта схема также называется триггером SR Master-Slave. Режим триггера импульсного триггера разделен на два этапа: первый этап заключается в том, что, когда CLK = 1, главный триггер принимает сигнал входной клеммы и устанавливается в соответствующее состояние, а ведомый триггер не перемещается.Второй шаг — когда наступает спад CLK, триггер переворачивается в соответствии с состоянием основного триггера. Следовательно, изменение состояния выхода Q и Q ‘происходит на заднем фронте CLK.

Триггер уровня

Как показано на рисунке выше, диаграмма логической структуры и диаграмма графических символов триггера уровня могут принимать входной сигнал только при высоком уровне CLK и устанавливать выход триггера на соответствующий вывод в соответствии с входным сигналом.Он состоит из триггера SR и двух вентилей NAND, также известных как синхронные триггеры SR.

Триггер по фронту

Как показано на приведенном выше рисунке, структура схемы триггера по фронту, в основном используемая в интегральных схемах COMOS, на самом деле представляет собой запускаемый по уровню D-триггер, состоящий из двух передающих вентилей CMOS.

Когда CLK = 0, TG1 включает TG2, а TG3 выключает TG4.

Когда CLK = 1, TG1 отключает TG2, а TG3 включает TG4.

Вторичное состояние триггера фронта зависит только от нарастающего фронта сигнала clock или логического состояния входа при наступлении спадающего фронта, и изменение входного сигнала до или после этого не имеет никакого эффекта. о состоянии выхода триггера.

В соответствии с различными характеристиками логических функций триггеры с тактовым управлением обычно можно разделить на триггеры SR, триггеры JK, T-триггеры и D-триггеры.Триггер — незаменимый блок последовательной логики в цифровом дизайне, который заставляет схему иметь функцию памяти . Комбинация схем последовательной логики и схем комбинаторной логики делает цифровые схемы бесконечно возможными!

Если вы хотите узнать больше, на нашем веб-сайте есть спецификации продуктов для триггеров, вы можете перейти на ALLICDATA ELECTRONICS LIMITED для получения дополнительной информации

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Цепи запуска для стробоскопов

Эта страница содержит некоторую информацию о схемах, которые можно использовать для запуска стробоскопов от внешних цепей.Схема здесь предназначена для интеграции со схемами стробоскопа. так что они могут запускаться с помощью внешнего триггерного импульса. Стандарт триггерный импульс, используемый в профессиональных контроллерах стробоскопов, 3-10В импульс. Если у вас еще нет подходящего контроллера, вы могу построить один на основе моих конструкция контроллера стробоскопа.

Соображения безопасности

В схеме стробоскопа используются смертельные напряжения, поэтому вы должны быть очень осторожны. будьте осторожны при работе с ними. Когда стробоскопы запускаются по внешнему сигналу, тогда есть некоторые дополнительные меры безопасности, которые следует учитывать.Самый безопасный способ — это для обеспечения полной гальванической развязки в несколько кВ между триггерный вход и схема стробоскопа. Эта изоляция может быть выполнено с использованием и оптоизолятора, или трансформаторной развязки.

ВНИМАНИЕ — высокое напряжение стробоскопа может стать причиной неприятного и, возможно, смертельного исхода. шок. Конденсатор накопления энергии может сохранять опасное высокое напряжение. после снятия питания с платы.

Оптоизолированные триггерные цепи

Эта схема принимает триггерный импульс 10 В для запуска симистора, который соедините точки A и B вместе.Эта схема может быть размещена практически к любой схеме стробоскопа вместо спускового крючка переключатель или триггерный симистор.

Схема работает следующим образом:

• Триггерный импульс + 10 В поступает на оптоизолятор MOC3023.
• Выход оптоизолятора начинает проводить из-за тока, который начинает течь через выход оптоизолятора и НЕОНОВУЮ лампочку
• Когда TRIAC начинает препятствовать срабатыванию стробоскопа, происходит
• В то же время, когда TRIAC проводит, ток в цепи, образованной неоновой лампой и MOC3023, перестает течь.
• Когда запускающий конденсатор разряжен, сам TRIAC перестает определять

По этой схеме на вход MOC3023 подается короткий импульс. вызовет стробоскоп.Если ввод MOC3023 сохраняется постоянно на +10 В, стробоскоп постоянно срабатывает при это максимальная скорость, потому что схема перезапускается каждый раз, когда напряжение на симисторе превышает 90 В.

Изоляция между триггерным сигналом и цепью стробоскопа обеспечивается оптоизолятором MOC3023, выдерживающим импульсные до 7500В. Этот уровень изоляции более чем достаточен в типичных условиях. Приложения. Если вы хотите по-настоящему насладиться этим высоким напряжением изоляция, которую вы должны иметь в виду, чтобы сохранить достаточный зазор в цепи плата между входными и выходными контактами оптоизолятора MOC3023.

Изолированные цепи запуска трансформатора

Другой вариант обеспечения развязки между триггерным сигналом и в стробоскопе используется трансформаторная изоляция. В этом подходе триггерный импульс подается на затвор ТРИАКа или тиристора хоть трансформатор. Существует множество типов трансформаторов, которые могут , но лучшим выбором для них будет импульсный трансформатор. который предназначен для срабатывания симисторов и обеспечивает необходимые уровни изоляции (не менее нескольких кВ).

Я использовал такие схемы для запуска некоторых из моих стробоскопов. конструкции. Я использовал различные типы триаков и трансформаторов. для реализации этого сигнала.

Поскольку вход типичного импульсного трансформатора имеет низкое сопротивление, Я поставил резистор 470 Ом последовательно с импульсным трансформатором. промаркировано для ограничения тока, протекающего в этой цепи. С помощью Резистор 470 Ом, ток с использованием входного сигнала 10 В находится в пределах 20 мА. Когда входное сопротивление составляет 470 Ом, типичный стробоскоп Контроллер может легко запустить несколько таких цепей.

Если вы изменяете реальный свет стробоскопа, мой Схема стробокопа 12 В даст вы знаете, как использовать изолированный триггер трансформатора схема в схеме реального стробоскопа.

Выбор TRIAC

Типичные напряжения, подаваемые на триггерные трансформаторы в типичных схемы симистора имеют порядок 100-300В. Это означает, что у вас есть выбрать TRIAC, который может работать с напряжением не менее 400 В. Не знаю какой минимальный номинал симистора подходит для схемы запуска, но у меня были очень хорошие результаты с TRIAC, которые могут выдерживать, по крайней мере, несколько ампер постоянный ток.Также рекомендуется выбрать чувствительный затвора TRIAC, чтобы вы могли надежно запускать TRIAC с помощью низкие токи, доступные в схемах, описанных выше.

С использованием готового модуля

Kemo Electronics производит модуль M006, предназначенный для быть одноканальным световым органом мощностью 1000 Вт для света с питанием от 23 В переменного тока. Этот модуль упакован в пластиковую коробку размером со спичечный коробок и имеет в нем триггер и развязывающий трансформатор звукового сигнала.

Помимо того, что это простой в использовании модуль светового органа (вам просто нужно добавьте один потенциометр, чтобы он работал), эту коробку можно использовать как схема запуска общего назначения для стробоскопа.

При подключении выходных разъемов модуля к стробоскопу схему (так же, как схемы, описанные выше), вы получите это работать там. Запуск схемы работает просто путем подачи запускающий импульс на изолированный сигнальный вход модуля. Я выяснил, что стандартные триггерные импульсы 3-10 В работают нормально. с модулем, когда вы ставите резистор 470 Ом последовательно с модулем введите и подайте триггерный импульс в эту систему. Эта схема работала довольно хорошо только с резидентом, было немного, но для чувствительности шуму в спусковом кабеле (мигает в шумной среде где есть другие контроллеры света вокруг себя случайным образом).Чтобы решить эту проблему, я добавил конденсатор 333 нФ для фильтрации очень небольшие всплески шума, чтобы не повредить стробоскоп. Реальные триггерные импульсы от контроллера по-прежнему будут запускать схема без проблем.

На рисунке ниже показаны соединения:

 --- 470 Ом - + - + + ----------
                | | |
триггер 33nF === | | к цепи стробоскопа
                | | |
     ----------- + | | + -------
                | | | |
             + ------------- +
             | |
             | Модуль M006 |
             | |
             | |
             + ------------- +

 

Модули Kemo продаются в Финляндии компанией Bebek.Стоимость модуля составляет около 60 финских марок (около 12 долларов США). Модуль работал хорошо, когда я интегрировал его в один коммерческий стробоскоп мощностью 50 Вт (название модели VDLS50ST), который не изначально имеют вход внешнего сигнала Trugger. Если вам интересно узнать, как я сделал эту модификацию взгляните на оригинальную принципиальную схему и доработанная принципиальная схема.

Подключение цепи к стробоскопу или вспышке

Идея состоит в том, чтобы подключить описанную выше схему к существующая схема триггера вспышки камеры или стробоскопа так что это параллельно существующему элементу триггера (тиристор, переключатель или аналогичный) или заменяет его.Фактическая реализация зависит от фактического стробоскопа. цепь, которую вы пытаетесь изменить.

Если вы переделываете фонарик с механическим спусковым крючком кнопку, вы можете просто подключить цепь триггера параллельно с существующая кнопка, которая закрывается при нажатии. В этом случае вы можете запустить свет, нажав кнопку или подав импульс на стробоскоп цепь срабатывания. В примере схемы сторобскопа при http://www.intermarket.net/~don/samflash.html) вы просто подключите схему триггера параллельно с существующий переключатель жалюзи.

Соображения безопасности

Сами по себе схемы не должны вызывать серьезных проблем с безопасностью. при правильной конструкции. Соображения безопасности исходят из схему стробоскопа, в которую вы добавили эти схемы. Типичный схемы стробоскопа напрямую подключены к сетевому напряжению и иметь конденсаторы, в которых хранится физическое количество высокого напряжения их.

Схема триггера должна быть сконструирована так, чтобы те опасные напряжения ни в коем случае не попадут на выход триггера.Это означает, что схема должна быть построена тщательно и в безопасный способ. Это означает, что компоненты должны быть надежно закреплены на их место, достаточный зазор между высоковольтными и низковольтные части цепи, сама цепь надежно установлены в систему, а опасные части должным образом изолированы. Сделайте очень тщательный визуальный осмотр и измерьте цепь. тщательно, прежде чем даже подумать о добавлении его к любому стробоскопу схема. При добавлении схемы в схемы сторбоскопа точно знать, что вы делаете и каковы последствия для безопасности о добавлении этой похищенной схемы к стробоскопу.Когда вы делаете при установке убедитесь, что стробоскоп отключен от источника питания. источник и все конденсаторы разряжены, прежде чем вы даже подумаете о касаясь цепи. Когда вы устанавливаете соединение, делайте это осторожно и дважды проверьте все перед тестированием.

И помните, что нет гарантии, что эти триггерные цепи будет работать в ваших конкретных схемах стробоскопа.

---

Томи Энгдал <[email protected]>

Напряжение цепи запуска — Canon EOS Flash Photography

Старые вспышки — как студийные, так и горячие — использовали довольно высокое напряжение между камерой и вспышкой — часто от 25 до 250 вольт.Это потому, что вспышки срабатывали от простых переключателей — электрических контактов.

Однако в современных камерах используются электронные схемы, а не электрические переключатели. Это обеспечивает большую гибкость и возможность компьютеризации, но схемы не могут выдерживать высокие напряжения цепи запуска (что-либо выше 6 В в случае камер EOS, согласно Canon) и могут быть повреждены устройствами с высоким напряжением запуска.

Обратите внимание, что это ограничение в 6 вольт не обязательно применимо к розеткам ПК.Canon заявляет, что, например, ее цифровая камера 1D способна выдерживать триггерные напряжения до 250 вольт при срабатывании вспышек через разъем для ПК. Ограничение в 6 вольт относится только к горячему башмаку камеры. К сожалению, Canon не всегда заявляет, какое напряжение срабатывания может выдерживать разъемы ПК на всех камерах, оборудованных разъемами для ПК, поэтому, если эта информация не указана в руководстве, вам, вероятно, следует обратиться в Canon.

В любом случае. Если вы собираетесь подключить старую вспышку к горячему башмаку камеры EOS, убедитесь, что ее напряжение срабатывания не превышает 6 вольт.Вы можете измерить это с помощью вольтметра. Если вы хотите использовать такую ​​вспышку, для защиты камеры от этих высоких напряжений можно использовать различные аксессуары, такие как горячий башмак Wein Safe-Sync. Еще более безопасными являются оптические триггеры, поскольку между камерой и вспышкой нет никаких физических соединений.

Обратите внимание, что повреждение камеры, по-видимому, может быть незначительным и совокупным — простое подключение вспышки и проверка ее работы не является гарантией того, что высокое напряжение не приведет к постепенному повреждению цепи вспышки вашей камеры.(конечно, Canon, вероятно, немного консервативна со своим ограничением в 6 вольт, поэтому вы, вероятно, не сильно рискуете, если напряжение вашей вспышки немного выше) Обратите внимание также на то, что источник питания, используемый вспышкой не имеет значения — это не имеет отношения к напряжению срабатывания. Например, многие вспышки Canon Speedlite могут использовать высоковольтные аккумуляторные батареи, но при этом имеют низкое напряжение срабатывания. А портативным вспышкам с батарейным питанием может потребоваться питание от батареи 6 вольт, но, тем не менее, может значительно повыситься напряжение срабатывания.

Дополнительная проблема заключается в том, что некоторые старые вспышки имеют обратную полярность. Все камеры EOS имеют отрицательное заземление и положительный центральный контакт на самом горячем башмаке, хотя некоторые профессиональные модели имеют разъемы для ПК, определяющие полярность, которые могут работать с любым типом вспышки.

Наконец, у некоторых вспышек есть цельнометаллические «горячие». Это может быть проблемой, если они непреднамеренно закоротят любой из четырех небольших контактов для передачи данных на камерах EOS. Если у вас есть такая камера, вы можете закрыть контакты изолентой или использовать адаптер для кабеля ПК, чтобы вспышка вообще не подключалась напрямую к креплению для горячего башмака камеры.То же самое применимо, если ваша вспышка имеет действительно большой центральный контакт. Камеры EOS имеют довольно маленькие центральные контакты с горячим башмаком с четырьмя крошечными контактами для данных под ним. Если контакт «горячего башмака» вашей вспышки настолько велик, что замыкает любые контакты для передачи данных, вы можете повредить камеру.