Триггеры
Симметричный триггер показан на рис. 7.12. Триггер представляет собой двухкаскадный усилитель, где выход одного каскада связан со входом другого делителем напряжения на резисторах R1 – Rб2 (R2 – Rб1). Обычно схему выполняют симметричной, т. е. соответствующие резисторы плеч (каскадов), конденсаторы и транзисторы имеют одинаковые параметры. В схеме используется источник внешнего положительного смещения Еб, и база каждого транзистора имеет потенциал, значение которого лежит между +Еб и отрицательным потенциалом коллектора Ек другого транзистора.
Предположим, что транзистор VT1 закрыт и напряжение на переходе эмиттер — коллектор 
(начало отсчета на кривой 
). При определенном подборе резисторов делителя R1 – Rб2 потенциал базы транзистора VT2 может быть достаточно отрицательным для насыщения последнего. В открытом состоянии транзистора VT2 потенциалы эмиттера и базы транзистора VT1 примерно равны, даже если не учитывать запирающего действия напряжения смещения Еб. Следовательно, в триггере при одном открытом транзисторе второй надежно закрыт.
В отличие от мультивибратора, где потенциал базы транзистора зависит от электрического состояния связывающего конденсатора и при разряде происходит процесс опрокидывания схемы, триггер из одного устойчивого состояния в другое перейти не может. Чтобы вывести схему из устойчивого состояния, необходимо подать на базу закрытого транзистора отрицательный запускающий импульс (кривая uзап) или на базу открытого — положительный.
Допустим, что под действием импульса откроется транзистор VT1. Время соответствует началу координат на кривых напряжений. При этом возникнет ток в цепи коллектора транзистора VT1, и потенциал коллектора станет менее отрицательным. Это состояние через делитель R1 — Rб2 передается на базу транзистора VT2, у которого уменьшается ток в цепи коллектора, и потенциалы коллектора VT2 и базы VT1 станут более отрицательными, что приведет к дальнейшему открыванию транзистора VT2. Процесс переключения триггера протекает лавинообразно и чрезвычайно быстро, что позволяет считать форму кривых коллекторных напряжений прямоугольной. При регулярной подаче на вход триггера разнополярных запускающих импульсов на выходе возникают импульсы прямоугольной формы.
Конденсаторы С1, С2 называются ускоряющими. Они служат для форсирования процесса переключения триггера. В период паузы между переключениями триггера конденсатор, присоединенный к коллектору закрытого транзистора, заряжается базовым током открытого. В это же время второй конденсатор, присоединенный к коллектору открытого транзистора, разряжается. При лавинообразном переключении базовый ток открывающегося транзистора проходит через разряженный конденсатор и не ограничивается резисторами R1 и R2.
Ускоряющие конденсаторы ограничивают минимальное время паузы между переключениями триггера. Очередной запускающий импульс приходится подавать после того, как напряжение на ускоряющих конденсаторах достигло установившегося значения. Другое отрицательное влияние ускоряющих конденсаторов — некоторое искажение прямоугольной формы выходного импульса из-за времени заряда я разряда конденсатора.
 |
Одним из наиболее известных релейных усилителей является триггер Шмитта. На рис. 7.13, а показан триггер Шмитта на транзисторах. Принцип работы состоит в следующем. При отсутствии входного сигнала транзистор VT1 закрыт, а VT2 – открыт, так как в его базу поступает ток от двух последовательно соединенных резисторов Rк1 и Rб2, подключенных к источнику питания +Ек. При этом на выходе триггера минимальное напряжение Uвых = Umin, равное сумме падений напряжения на резисторе Rэ и остаточного напряжения на транзисторе VT2. Напряжение на резисторе Rэ DU = Iэ2Rэ поступает через резистор Rсм1 на базу транзистора VT1 и удерживает его в закрытом состоянии.
При увеличении входного напряжения до величины Uвх = Uсраб, равной DU + (0,3¸0,4) В, появляется базовый и, следовательно, коллекторный ток транзистора VT1, поэтому уменьшаются базовый и коллекторный (и эмиттерный) токи транзистора VT2. Уменьшение тока эмиттера транзистора VT2 приводит к уменьшению DU, не смотря на увеличение тока эмиттера транзистора VT1, так как Rк1 > Rк2. С уменьшением DU разность Uвх - DU = Uбэ1 увеличивается, что приводит к еще большему увеличению тока коллектора VT1. Процесс развивается лавинообразно и по окончании процесса транзистор VT1 оказывается открытым, а VT2 – закрытым. Выходное напряжение становится равным Uвых = Umax » Ек. Через резистор Rэ протекает ток эмиттера транзистора VT1, создавая на нем напряжение DU1 < DU, которое, поступает через резистор Rсм2 на базу транзистора VT2 и удерживает его в закрытом состоянии.
Если после срабатывания триггера происходит уменьшение входного напряжения, то переход триггера в исходное состояние (отпускание) произойдет при напряжении Uотп = DU1 < Uсраб. Разность напряжений Uгист = Uсраб - Uотп называют гистерезисом.
Переходная характеристика триггера Шмитта приведена на рис. 7.13, б.
Вопросы для самопроверки:
1. Перечислите характерные участки импульса.
2. Приведите статические характеристики транзисторного ключа.
3. Опишите динамические характеристики транзисторного ключа.
4. Приведите схему ключа на полевом транзисторе.
5. Объясните принцип действия одновибратора на биполярном транзисторе.
6. Какие релейные усилители вы знаете.
Литература: [1, 2, 6, 7, 11].
Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 1995;