Электротехника Касаткин (967630), страница 50
Текст из файла (страница 50)
е. «,(т, ) = -й; „, напряжение на входе ОУ изменит свое положительное значение на отрицательное. В результате этого произойдет переключение ОУ по его амплитудной характеристике и скачком изменятся напряжения вих(~1+) = Е'" ~~(~1+) = ~1Е1(~1 тз) = ( 3тах' «вх(11+) = ис (11+) — «1(11+) = -20!тах' 313 где учтено, что напряжение на конденсаторе по закону коммутации (5.2) скачком не изменяется: и (е, ) = и (е„). Одновременно разрядка конденсатора сменится его зарядкой (см. (5.22)1 по схеме замещения на рис.
10.104, б (ключ К в положении 2) иС(Е) = — (Е + (Е + У „)(1 — е (е еЕ!1(.-С1) ' (1055а) процесс закончится в момент времени Ез, определяемьй условием и „(е ) =О, т,е,по (10.54) С( з-) !а!ах (10.556) В этот момент времени вновь скачком изменятся напряжения амх( 3+) ' Е( 3+) !шах( пах(гг+) нС((та) — П~(ЕЕЭ 2(ЕЕа!ах' а зарядка конденсатора сменится его разрядкой по схеме замещения на рис. 10.104, б (ключ К в положении 1) и (е) = (е — (б + (е ) (1 — е (Е Ез)Е(ГС)) С 1аеах ' !а!ах процесс закончится в момент времени е,, определяемьй условием и (Ез ) =О, т.е. ис(Ез ) (Е(мах Далее процессы в цепи мультивибратора будут периодически повторяться. Длительность положительных импульсов напряжения определяется формулами (10.55а), (10,556); ез — 11 = гС1п (1+ 2ЕЕ/гз), а частота работы симметричного мультивнбратора с учетом соотноше- НИЯ Ез Ег = Еа Е! РаВНа 1 1 У=— 2 (ез — 11) 2ЕС1п(1 + 2г!Егз) В несимметричном мультивибраторе интервалы времени зарядки и разряднн Ез — Ез конденсатора различны.
Это достигается включением в цепь отрицательной обратной связи параллельно двух различных резисторов: адин для зарядки, а другой для разрядки конденсатора. Для этого последовательно с каждым нз этих резисторов вклянается диод, прямое направление которого соответствует току зарядки или току разрядки.
Б. Одиовнбратор. Одновнбратором называется устройство с одним устойчивым и одним временно устойчивым состоянием, предназначен- 3!4 ное для формирования однократного прямоуголыюго импульса напряжения требуемой длительности при воздействии на входе импульса напряжения от внешнего источника. Одновибраторы применяются для стандартизации импульсов напряжения по длителыюсти, управления работой электромагнитных реле, задержки импульсов напряжения и деления частоты нх повторения.
Схема одновибратора на основе ОУ (рис. 10.106) отличается от схемы мультнвибратора (см. рис. 10.104) тем, что паразшельно конденсатору в цепи отрицательной обратной связи включен диод, который в дальнейпн м будем считать идеальным. Работу одновнбратора иллюстрирует совмещенная временная диаграмма на рис. 10.107, а-д, По второму закону Кнрхгофа для контура, отмеченного па рис. 10.106, а штриховой линней, в любой момент времени справедливо соотношение (10,54). Устойчивому состоянию одновибратора соответствует схема замещения на рис. 10.106, б (ключ К в положении 1), а напряжения на его иг„, Е -Е иг птиам о плпак 0 лс Ь~та г ем Ьма» 0 -иы,„ Г .
1ОЛО7 315 злементвх постоянны и равны нагая ~ н$ г!Е/(~! + гз) н =и -и,=и >О вх С ~так (рис. 10.107, а, б и д), так как диод включен в прямом направлении и напряжение на конденсаторе и. =- Р. Если в момент времени г, на вход одновибратора подать достаточно больпюй по амплитуде импульс напряжения положительной полярности от источника сигналов, то под действием ЭДС е, (рис. 10.107, в) напряжение на входе ОУ может стать отрицательным. В результате произойдет переключение ОУ аналогично описанному выше для мультивибратора и скачком изменятся напряжения и „„(г„) = Е; и,(г„) = г,Е!(г, + .,)= и,л„„; так как напряжение па конденсаторе скачком не изменяется !см. (5.2) ) .
Это состояние одновибратора, которому соответствует схема замещения на рис. 10.106, б (ключ К в положении 2), временно устоичивое, Действительно, после переключения ОУ начинается зарядка конденсатора через резистор г цепи отрицательной обратной связи [см. (5,22) ) и Я(1 е- 0 — с1) / (гС) ) С (! 0,56а) до момента времени Гз, определяемого условием и (г ) =О, т. е.
ах С( 2-) ниах (10566) вмх( 3+) ' ~~( зь) алых' Одновременно процесс зарядки конденсатора сменится процессом его разрядки в схеме замещения цепи на рнс. 10.106, б (ключ К в пояожении 1) до момента времени гз, определяемого условием и,(гз) = О. В дальнейпвм напряжения на всех злементэх одновибратора постоянные и соответствуют его устойчивому состоянию, Длительность положительного прямоугольного импульса напряжения на выходе одновнбратора определяется уравнениями (10,56): гз — г, =. гС1п(1+ «,/гз), 3!6 В зтот момент времени произойдет переключение ОУ и скачком изме- нятся напряжения Рис. !Од оа Ряс ~0.100 В., Генератор линейно изменяющегося напряжения.
Генераторы линейно изменяятцегося напряженна входят в состав компараторов, устройств управления перемещением электронного луча по экрану осциллографа и т. д. Простейший 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 тэг транзистор эа- зар крыт н происходит зарядка конденсатора емкостью С через резистивное сопротивление г, с большой постоянной времени т = г, С от зар К источника с ЭДС Е, (контур 1) „в интервалах времени аат транзи- раз стор открыт и происходит разрядка этого конденсатора с малой постоянион времени т -0 (контур 2), При соблюдении условия ааг .ь т напряжение на конденсаторе зар зар прн его зарядке 1см. (5.22)) изменяется практически по линейному закону (рис, 10.109, б). т0.24.
ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА С УСТОЙЧИВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ.' ТРИГГЕРЫ Триггерами наэьюаются импульсные устройства с двумя устойчивыми состояниями, которым соответствуют различные значения напряжений на информационных выходах, Они применяются в счетчиках импульсов напряжения, делителях частоты следования импульсов напряжения и т. д. По способу управления триггеры делятся на асинхронные и снихрон. нью.
В асинхронных триггерах переключение из одного устойчивого состояния в другое осуществляется под действием определенной совокупности импульсов напряжения на управляющих входах. В синхрол- 3!7 ных триггерах такое переключение возможно только при совпадении во времени определенной совокупности импульсов напряженна на управляющих входах и импульса напряжения на входе синхронизации. Различают несколько типов триггеров: 115-, Пз Лхтриггеры и др., названия которых отражают принятые обозначения для нх управляющих входов. В современной схемотехнике триггеры обычно реализуются на основе логических элементов и выпускаются промышленностью в виде микросхем. Поэтому в дальнейшем ограничимся главным образом рассмотрением функциональных возможностей различных типов триггеров, пользуясь их условными изображениями.
Наибольшее практическое применение имеют асинхронные (ЯЯ-) и синхронные (О- н Ц(.) триггеры. ЯЯ-триггер (Кете1 — Бег, т, е, сброс — установка) реализуется на основе логических элементов ИЛИ вЂ” НЕ на два входа (рис. 10.110, а) „где обозначены прямой 0 и инверсный Д информационные выходы. Работу )с5-триггера иллюстрирует таблица истинности на рис. 10.110, б, где указаны значения сигналов на управляющих входах 1с н Я в некоторый момент времени г и соответствующие им значения на выходе О в момент времени 1+ 1 после окончания переходного процесса (рнс. 10.! 10, в).
Состояние триггера сохраняется (Д = Д') прн совокупности сигналов на входах Я = 0 и Ю = 0 и не определено при !с = 1 н Я = 1. Последнее состояние запрещено. а) 1 1 0 а) 4 рис. 10Л11 318 Яб.триггер с инверсными значениями сигналов на входах Я и б реализуется на основе логических злементов И-НЕ. Его схема, таблица истинности и временная диаграмма приведены на рис. 10.! 11, а-в, Состояние т гера сохраняется при значениях сигналов на его входах Х = 1 и = ! х не определено при А =0 и 5 =О, Последнее состояние запрещено.
Условные изображения ЯЯ-триггера с прямым и инверсным входами приведены на рис. 10,112, а и б. Кратковременным замыканием ключа К, или Кг устанавливаются устойчивые состояния триггеров (г = 1 илн Я=О. !1-триггер имеет прямые (рис, 10313, а) или инверсные (рис, 10,113, б) установочные входы и н 5, один управляющий вход 13 и вход синхронизации С.
Входы !! н Я называютси установочными потому, что служат для предварительной установки !3-триггера в состояние 0 = 1 или Д = 0 аналогично представленному на рис. 10.112. Сигнал на управляющем входе .0 = 1 нли 21 = 0 устанавливает триггер в устойчивое состояние с одноименным значением на прямом информационном выходе Д = 1 или Д = О только при одновременном действии импульса положительной полярности на входе синхронизации.
Обычно переключение триггера происходит в течение времени действия переднего фронта импульса синхронизации (рис. 10.113, в) . га . !опщ 6 гас. !о ы 3 3!9 УК-триггер имеет ряд преимушеств по сравнению с 1!5- и О-трнггсрамн. Его условные изображения с прямыми или инверсными установочными входами Л и 5 приведены на рис. 10.114, а и б, где обозначено: У и К управпякацне входы, С вЂ” вход синхронизации. Рассмотрим правила работы ./К-триггера, положив, что его исходное состояние установлено. 1.
Если У = 1 и К = О, то в течение времени действия переднего фронта импульса синхронизации положительной полярности триггер установится в состояние Д= 1 (рнс. 10.115,а), 2. Если 1 =0 иК =1, тон течение време- ни действия переднего фронта импульса синхронизации положительной полярности триггер установится в состояние Д = 0 (рис. 10.115, б). 3. Если Х = 1 и К = 1, то независимо от своего исходного состояния Д триггер будет переключаться в течение времени действия переднего фронта импульса синхронизации положительной полярности, При этом частота изменения напряжения на выходе триггера будет в 2 раза меньше частоты импульсов синхронизации (рис, 10.! 15, е) .
Рис. 10.114 42 Рис. 10.115 Рис. 10.116 320 4. Если ь = 0 н К = О, то исходное состояние Д триггера под действием импульса синхронизации не изменится. На практике часто встречаются двухступенчатые Лс.триггеры, что отражается в их условном обозначении ТТ, с прямыми или инверсными установочными входами к н В (рис. 10.116, а и б) .
Правила их работы отличаются от описанных выше (рнс. 10.115) тем, что изменение состояния триггера происходит не в течение времени действия переднего фронта импульса синхронизации, а в течение времени действия его заднего фронта. 10.20. ЛОГИЧЕСКИЕ АВТОМАТЫ С ПАМЯТЬЮ Логическими автоматами с памятью, илн последовательными логическими устройствами, называются устройства, логические значения на выходах которых определяются как сонокупностью логических значе- Выход В,1 Рис. 10.! 17 ИЮТ ний на входах в данный момент времени, так и состоянием автомата по результатам его предшествующей работы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
