М.Х. Джонс - Электроника практический курс (1055364), страница 64
Текст из файла (страница 64)
параграф 13.15). 12.7 Двоичный счетчик Состояние триггера можно изменить сигналом от самовозбуждаюшегося мультивибратора или от другого триггера; используя цепь запуска, приведенную на рис.12.13, Эта цепь специально рассчитана на работу с низкочастотным сигналом от самовозбуждаюшегося мультивибратора, показанного на рис. 12.9. Лампа в коллекторной цепи транзистора Т, индицирует состояние триггера. Импульсы большой длительности от мультивибратора или от другого триггера поступают на переключаюший вход и дифференцируются цепями Сп Яь и 358 Схемы с положительной обратной связью и генераторы р« 6В Ссстный в»ол (отрниысльный ворсом с аыииитулой бв) Рис. 12.13.
Триггер со схемой запуска, пригодный для двоичного счета. Для более надежной работы емкости конденсаторов С, и С, можно подобрать экспериментально. Сн д,. Отрицательный перепал во входном импульсе порождает отрицательный запускающий импульс, который направляется к тому из транзисторов, который открыт, переводя его в запертое состояние путем кратковременного смешения перехода база-эмиттер в обратном направлении. Поскольку триггер изменяет свое состояние только при отрицательном перепаде в последовательности запускающих импульсов, он переключается вдвое реже предшествующего каскада.
Это становится ясно из временных диаграмм на рис. 12.14, на которых представлен сигнал самовозбуждающегося мультивибратора, запускающего триггер, который, в свою очередь, запуска- Вылов ь<уЛьтивибра в 1 +6 "- о три<ссра Вылов От) триисра Врсыл са Рис. 12.14.
Временные лиаграммы выходных сигналов самовозбуждаюшегося мультивибратора и запускаемого им триггера, который, в свою очередь, запускает второй триггер. Стрелки показываятг моменты переключения. Двоичный счетчик 359 ет второй триггер. Эта функция деления на два является основой двоичного счета, и рассмотрение выходных сигналов двух триггеров на рис. 12.14 показывает, что трнперы действительно считают число полных периодов сигнала самовозбужлающегося мультивибратора: если напряжению 6 В поставить в соответствие 1, а напряжению 0  — О, то состояния триггеров имеют вид 00, 01, 10, 11. Два трнпера могут, конечно, считать только до 3, но четыре триггера считают до 15.
Применение ИС революционизировало электронный счет. В следующей главе (параграф 13.12) этот вопрос изучается более детально. 12.8 Триггер Шмигга Триггер Шмнтга является схемой с двумя устойчивыми состояниями, но ее состояние определяется уровнем напряжения на входе. Он применяется как схема определения уровня сигнала, а также как средство преобразования сннусоидального сигнала в прямоугольный сигнал с малым временем нарастания и спада. Типичная схема триггера Шмитта, составленная из дискретных компонентов, показана на рис. 12.15. При нулевом напряжении на входе транзистор Т, заперт и поэтому транзистор Т, находится в насыщении; его ток базы течет по резисторам Я, и Яг Пренебрегая разностью потенциалов между коллектором и эмитгером транзистора Т„можно считать, что напряжение питания 9 В распределено между резистором Я, в эмиттере н резистором Я„в коллекторе.
На резисторе А, упадет 1,6 В, а на резисторе Я4 — 7,4 В; разности потенциалов пропорциональны сопротивле- ов Рис. 12.15. Трипер Шмитта. 360 Схемы с положительной обратной связью и генераторы ниям резисторов, составляя в сумме 9 В. Поэтому потенциал эмитгера транзистора Т, равен 1,6 В и напряжение коллектора транзистора Т, находится примерно на том же уровне. Когда входное напряжение увеличивается до значения гы = 2 В, через транзистор Т, начинает протекать ток, вызываюший падение напряжения на коллекторной нагрузке Яп отбирая ток базы у транзистора Тг По мере того, как падает эмнзтерный ток транзистора Т„уменьшается напряжение на общей эмиттерной нагрузке Я,, открывая транзистор Т, еше быстрее. Эта регенератнвная положительная обратная связь продолжает действовать до тех пор, пока транзистор Т, не попадет в насышение, а транзистор Т, не закроется; выходное напряжение становится при этом равным +9 В. Если г теперь уменьшается, то коллекторный ток транзистора Т, постепенно падает.
В это время однако начинает действовать дополнительный фактор: в игру вступает эмиттерный повторитель и напряжение на эмиттере транзистора Т, падает вместе с входным напряжением до тех пор, пока напряжение на коллекторе транзистора Т, не поднимется настолько, что станет открываться транзистор Тг Когда в транзисторе Т, начинает увеличиваться ток эмиттера, он вызывает быстрый регенеративный процесс: дополнительное падение напряжения на резисторе Я, помогает запиранию транзистора Т,, поднимая потенциал его эмиттера.
Как только транзистор Т, полностью закроется, напряжение на его коллекторе поднимется до напряжения источника питания, полностью открывая транзистор Т,. Функционирование эмитгерного повторителя, который вступает в действие, когда е, уменьшается, является причиной гистерезнса в триггере Шмитта: триггер выключается при меньшем напряжении, чем включается. В рассмотренной схеме гистерезис мал и составляет приблизительно 0,6 В, но его можно изменить выбирая другие отношения Р,: Р4 и Яз; Яп В базу транзистора Т„конечно, течет некоторый ток, когда схема переключается. Если это нежелательно, то на место транзистора Т, можно непосредственно поставить п-канальный полевой транзистор, такой как 2Я 3819, обеспечивающий схеме большое входное сопротивление, обычно присушее схемам на полевых транзисторах. Триггер Шмитта является идеальной схемой для стыковки медленно меияюшихся сигналов с логическими схемами, которым требуются сигналы с малым временем нарастания и спада.
Для таких применений удобна ИС 7413, являющаяся триггером Шмнтга в интегральном исполнении (аналог 555ТЛ1 — Прим. перев.); дальнейшее обсуждение вопросов, относяшихся к применению этой ИС см. в параграфе 13.14. 12.9 Генератор, управляемый напряжением Во многих случаях нужно дистанционно управлять частотой колебаний генератора путем изменения напряжения. Примерами могут служить музыкальные синтезаторы и передатчики с частотной модуляцией (ЕМ). Пример схемы такого генератора, управляемого напряжением (ГУН), приведен на рис. Генератор, управляемый напрялсением 361 12.1б, где показан мультивибратор с задавшими постоянную времени резисторами, вгяведенными на линию с поступаюшим извне управляюшим напряжением Р;,и„, Варьируя Рм „, можно изменять величину, к которой стремится напряжение на конденсаторах С, и С, при их разряде через резисторы Я, и й, и, следовательно, ускорить их разряд при увеличении г',а„,г Стоит вывести формулу, связываюшую частоту колебаний с напряжением Генератор с ЕС-контуром также можно сделать генератором, управляемым напряжением, включая варикапы в состав колебательного контура.
Этот прием широко используется в генераторах радиочастоты, но обеспечивает менее широкий диапазон перестройки. +гв ~ бв ов Рис. 12.16 Простой генератор, управляемый напряжением, на основе самовоабумлаюшегося мультивибратора. 12.10 Фазовая автоподстройка частоты 1210.1 Основной принцип Иногда требуется синхронизировать частоту выходного сигнала генератора с частотой приходяшего сигнала. Это делается каждый раз когда мы синхронизируем развертку осциллографа, чтобы получить устойчивое изображение на экране.
Фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) автоматически синхронизирует частоту и фазу ГУНа с внешним сигналом. ФАПЧ применяется для демодуляции ЧМ-сигналов, а также для детектирования и восстановления сигналов, спрятанных в шуме. Как правило, ФАПЧ используется на приемном конце телевизионной системы дистанционного управления или оптоволоконного кабеля. В автомобильном радиоприемнике одна система ФАПЧ используется в синтезаторе частоты блока настройки, а другая для детектирования ЧМ-сигналов. Принцип действия системы ФАПЧ поясняет структурная схема, приведенная на рис.12.17.
Фазовый компаратор сравнивает частоту и фазу сигнала генератора (1.м) с частотой и фазой входного сигнала ()а) и вырабатывает сигнал, пропорциональный разности фаз, который пропускается через фильтр нижних частот, Напряжение К „., с выхо- 362 Схемы с полозгеительной обратной связью и генераторы да фильтра изменяет частоту колебаний ГУНа до тех пор, пока разность частот и фаз не станет равной нулю; в этой точке сигнал ГУНа синхронизован с входным сигналом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
