Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 49
Текст из файла (страница 49)
гика) . Рабочие свойства логических элементов опрсделнет ряд параметров. быстродействие время задержки между ел!спой состояний входного и выходного сигналов (см. рис. 10.98, в) ! нагрузочная способность или коэффициент разветвления — чиащ входов, которые можно подключить к одному выходу; помехоустойчивость — максимально допустимый уровень напряжения помехи, не вызывающий ложного переключения; степень генерирования помех — ищенсивность колебаний тока прн переключении элементов; мощность рассеяния — мощность потерь энергии в элементах, В табл.
10.4 приведено ранжированис параметров логических элементов: ранг 1 соответствует наилучшему, ранг !Π— наихудшему значению параметра. Элементы ТТЛ имеют время задержки ! 0-30 ис, ко. эффициент разветвления по входу 2 8 * Мд!1-трвнзисторы с р- и н кшылеми не гывеютси взмсмояононняюшими нри таком нь паслеповвтеньном вини чснии, что ко~ не один из ния няьолится в открытом состоянии, то вру~оп буне~ в ззкрытом Эзо з меньшеет ток и мошносзь потерь 1!! Таблица 10.4 Ранг параметров лотнчсскнх энементов Еылронтю '!ошноль Реэветвне Помехо- Ггснснь ~с сч вне рас.саная ннс но вы- уьтойчн нсрнровання хо!ту вость помех Тнн логическою элемента ЛТЛ ТТЛ мпптл кмдптл ТТЛШ И Л ЭСЛ 7 3 10 9 5 1 б б 1 а 4 10 10.23. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА С ВРЕМЕННО УСТОЙЧИВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ 110.54) и — ис + и1 = 0 вх где и, =г,и 1'!г, ч гт) и и — напРЯжениа положительной и отРипавых С тельной последовательнои обратной связи по напряжению !см.
рис. 10.77, л) Пусть в момент нремени г =0 напряжение на входе ОУ и 10) ) вх > 0 (рис. 10.105, г) . Тогда по амплитудной характеристике ОУ !рис. 10.76, б, ломаная линил !) напряжение на его выходе и (О) = — 1.", Импульсные устройства с временно устой шными состояниями являются источниками импульсов напряжения, значение и длительность которых, а также част!На повторения могут регулироваться в широких пределах, А, Мультивибратор, 5!ультивибратором называется устройство с двумя временно устойчивыми состояниями, представляющее собой генератор импульсов напряжения прямоугольной формы. Обычно оп служит для запуска ч работу других импульсных устройств при их совместной синхронной работе. Наиболее распрос~ранены мультивибраторы на основе ОУ. Различают симметрншые и несиммсгричныс мульгивибраторы.
У первых длительности прнмоугольных импульсов н интервалы времени между ними рав. ны, у вторых различны. Схема замещения симметричного мулыивибратора приведена на рис, 10.104,а, в которой ОУ явллется компаратором !см. рис. 10.96 и 10,97). Рассмотрим один период работы мультивибратора. По второму закону Кирхгофа длн контура пепи, отмеченного на рисунке штриховой линией, составим уравнение г а 0!„ 0 Гт 1т 1з -и Е 11 О -О! г К г )ас Е 0 -ги...„ Рис !0.105 Рис. 10.104 а напряжения и! (О) = -г, Е/ (г, + гз) = — (г, и по (10.54) нс,(0) > и, (О) = — и, и «„) =Е; н(г„) = Ег(г!+ г)=(г,юа„; и (г, ) = ис,(г ) — и!(г, ) = — 2(г!ю 3!3 где Š— напряжение источника питания ОУ (рис. 10.105,а — в).
Такое состояние цепи мультивибратора, которому соответствует схема замещения на рис. 10,104, б (ключ К в положении 1), неустойчиво. Действительно, напряжения на выходе мультивибратора и на конденсаторе различны: и,(0) > и (О). Поэтому конденсатор будет разряжаться через резистор г цепи отрицательной обратной связи и цепь, подключенную к выходу ОУ, а напряжение на нем — изменяться по экспоненпиальному закону (см.
рис. 5.4), стремясь к значению ЭДС ( — Е = и, ). В момент времени г,, определяемый условием и,„(г, ) = О, т. е. ис(г, ) = -(г,я,„, напряжение на входе ОУ изменит свое положительное значение на отрицательное. В результате этого произойдет переключение ОУ по его амплитудной характеристике н скачком изменятся напряжения где учтено, что напряжение на конденсаторе по закону коммутации (5.2) скачком не изменяется: и (1, ) =- и.(1,,). Одновременно разрядка конденсатора сменится его зарядкой !см. (5.22) 1 по схеме замещения на рис.
10 104, б (ключ К в положении 2) ис (1) = — (I + (Г + (Г ) (1 — е ( '')1("С)) (!О 55а) процесс закончится в момент времени 1,, опредсляемый условием и (Г ) 0 т е по (!0.24) .11 ) =и С 2 — ' 1гггах (10.556) В этот момент времени вновь скачком изменятся напряжения (1 ,) = — К; ,(Г ,) = — Оыл лс( 2 г) С( 2+) '( 2с) 1ггга»' а зарядка конденсатора сменится его разрядкой по схеме замещения на рис. 10.104, б (ключ К в положении 1) и (1) = (1 (у: + (Г )(1 е-(г-12)1(гС)) С Гглах гглас процесс закопчгыся в момент времени 1,, определяемый условием ,„(Г, ) =О, С(1, ) =-и„л,„.
Далее процессы в цепи мультивибратора будут периодически по. вторяться. Длительность положительных импульсов напряжения определяется формулами (1О 55а), (! 0 55б) . 12 — 1, = ГС1п (! + 211гггт), а частота работы симметричного мультивибратора с учетом соотношения 1з '12 — Г2 Г1 равна 1 2 (12 — 1,) 1 2гС1л(1 + 2гггггт) В несилгметричном мультивибраторе интервалы времени зарядки и разрядки Ä— 12 конденсатора различны.
Это достигается включением в цепь отрицательной обратной связи параллельно двух различных резисторов; один для зарядки, а другой для разрядки кон. денсатора, Для этого последовательно с каждым из этих резисторов включается диод, прямое направление которого соответствует току зарядки или току разрядки. Б Одновибратор.
Одновибратором называется устройство с одним устойчивым и одним временно устойчивым состоянием, предназначен- 314 нос цпя формирования оцнокрзтпого прямоуыщьного импульсе нзлряжения требуемой длительности при воздействии нз входе импульса напряжения от внсвю!его источнике. Одновибрзторы применяются для стзнцзртиззции импульсов напряжения по цлительпости, упрзвления работой злсктромзгнитных реле, задержки импульсов напряжения и целсния чзстоты их повторения Схема одновибрзторз нз основе ОУ !рис 10,106) отличается от схемы мулыивибрзторз (см.
рис. 10 !04) тем, что параллельно конденсатору в цепи отрицательной обрзтной связи включен диод, который в дальнейшем будем считать ицезльным. Работу одновибрзторз иллюстрирует совмещенная временная диагрзммз на рис. 1С.!07,а -д, По второму закону Кирхгофз для контура, отмеченного па рис 1О 106, а штриховой линией, в лвобой момент времени справедливо соотношение (10 54) Устойчивому состоянии! одновибрзторз соответствует схема замещения на рис. 1О.!06, б (ключ К в поло;кении 1), з напряжения на сто сглаз Е Ш ав 0!та в, О зг Е 67 Цг, „ Рис !О !06 — Е зт. !7! а» Рчс !О !07 375 элементах постояипы и равны =-г,)Д(г, + .,) =-и ю юювх и = — К; вых ,=-и, >о вл С ююал (рис.
10.! 07, а, б и д), тзк кзк диод вклюочсн в прямом папрзвлеиии и пзпрнжсиис ца кондслсаторс пс = О. Если в момент врслюспи ю, на вход одиовибратора подать достзточио больпюй по амплитуде импульс лзпряжспия положительной полярности от источника сипюзлов, то поц дсйствисм ЭДС е (рис.!0,107,в) напряг жение иа вхоце ОУ может стать огрипзтсльпым. В результате проиэой.
цст псреключенис ОУ аналогично описанному выше для мультивибратора и скачком изменятся напряжения п„,„(ю„) = 1.;,( „) =-г,)Д(г, ь ю,)= июп (г ) =- (г 1-,(ю ) =-и <О, вл ю+ С юг ' ю ююпах так как напряжение цз копдепсагорс скачком цс изменяется [см.
(5.2) [. Это состояние одиовибраторз, которому соотнстствуст схема эзмещеиия па рис. !О.!06, б (клюоч К в положении 2), врсмеипо устойчивое Дсйствитсльно, после переключения ОУ начинается зарядка конденсатора через резистор г цзпп отрицатсльпой обрапюй связи [см. (5,22) ] с — (ю. юю)11гСЮ) С (10.56а) до момеюпз времени юю, опрслслнсмоюо условием и (ю ) = О, т. с.
нл 2— и (ю ) = и = гю 1 (г ю г ) С 2— Ю юпах (! 0.566) В этот момсюют врсмепп произойдет псреключспис ОУ' и скачком изме- нятся напряжения и (г ) =- — 1; юю(ю ] = — Ею Выл ' зг) ' ю ' эю' ююююах ' , (г,) — с(ю,) — ю(ю ) — 2и ю, — г, = гС1п(! ю юю/г. ! 316 Одп,эвремеппо процесс зарядки коююдсцсаюора смспится пропсссом сто разрядки в схеме эзмсщеция цепи цз рис. 10Л06, б (ключ Кв положении 1) цо момсюжа врсмсни юэ, опрсцсляемого условисм и.(гэ) =-О. В дзльцсйшсм папряжсния юю всех элемспшх одновибраторз постоянныс и соотвстствунл ею о устои швом> состояпиюо Длитеююьиость положигсльпоюо прялшугольпого импульса пзпряжелия пз выходе одповибрыорз опрсцсюястся урзвпспиями (1056). ию и%и Ех Р '.1ОЛОВ Ряс. 1О 109 В Генератор линейно изменяющегося напряжения.
Генераторы линейно изменяющегося напряжения входят в состав компараторов, устройств управления перемещением электронного луча по экрану осциллографант д Г!ростейций генератор линейно изменяющегося напряжения (рис. 10.108) содержит несимметричный мультивнбратор, напряжение которого (рис. 10 109, а) используется для управления работой транзистора в ключевом режиме. В интервалах времени 2Гг транзистор за- зар крыл и происходит зарядка конденсатора емкостью С через резистивное сопротивление г с большой постоянной времени т = г С от зар К источника с ЗДС Е (контур 1), в интервалах времени ЬГ транзи.
рзз стор открыл и происходит разрядка этого конденсатора с малой постоянной времени г =0 (контур 2). раз Прн соблюдении услсвия 2гг, (< г напряжение на конденсаторе зар зар прн его зарядке Гсм. (5.22)] изменяется практически по линейному закону (рнс, 10,109, б) . тода. импульсныя устройствл с устойчивыми состояниями. ТРИГГЕРЫ Триггерами называются импульсные устройства с двумя устойчивымн состояниями, которым соответствуют различные значения напряжений на информационных выходах, Они применяются в счетчиках импульсов напряжения, делителях частоты следования импузьсов напряженна н т. д. По способу управления триггеры делятся на асинхронные и синхронные.
В асинхронных триггерах переключение из одного устойчивого состояния в другое осуществляется под действием определенной совокупности импульсов напряжения на управляющих входах. В гиихрои- 317 ных триггерах такое переключение возможно только прн совпадении во времени опр деленной совокупности импульсов напряженна на управляющих входах и импульса напряжения на входе синхронизации. Различают несколько типов триггеров: !с5-, 0э Ль'-триггеры и др., названия которых отражают принятые обозначения для их управля1о. ших входов, В современной схемотехнике триггеры обычно реалнэу!от. ся на основе логических элементов и выпуска!Отея промышленностью в виде микросхем. Поэтому в дальнейшем ограничимся главным обра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
