Импульсные устройства. Электронные триггеры, страница 4

Применим такой подход к схеме триггера рис.4.2. Стадии  переключения  представлены на рис.4.5.  В  момент времени  на вход триггера, предполагающегося в состоянии ,  подаётся скачкообразное открывающее воздействие S необходимой амплитуды. Через единицу времени задержки транзистор  перейдёт в насыщение, что условно изображено как скачкообразное уменьшение  до нуля в момент времени . Напряжение на входе  R триггера при этом обязано быть нулевым.  Нулевое напряжение    вызывает начало процесса выхода  из насыщения, который заканчивается в момент   скачкообразным установлением  единичного напряжения  .  Завершение переключения состоит в переходе  транзистора   под воздействием  в режим насыщения, чем замыкается цепь обратной связи, подтверждающая начальное воздействие S =1. В этот  момент ()   входное воздействие  теоретически можно выключить. Практически ввиду возможного разброса параметров схемы считается целесообразным с целью надёжности переключения продлить импульс переключения еще на единицу задержки, до . Таким образом, важный практический параметр схемы триггера – минимальная длительность импульса переключения определяется  как

.                                                    (4.6)

Повторное переключение схемы  триггера с двумя входами осуществляется подачей единичного воздействия на вход R триггера. Однако, это воздействие не следует подавать сразу после окончания импульса на входе S.  Это определяется тем, что прикладная задача переключения триггера состоит в формировании информации, которая должна быть  правильно воспринята устройством, подключённым к выходу триггера.  В большинстве случаев предполагают, что к устройствам нагрузки применимы те же требования (4.6), что и к триггеру. Это означает, что правильное алгоритмическое состояние триггера  должно быть не короче, чем  . Из диаграмм рис.4.5 следует что правильное состояние триггера после переключения, а именно: ,  устанавливается  в момент . Прибавляя величину (4.6), получаем, что минимальный интервал между импульсами последовательного переключения триггера, называемый разрешающим временем, определяется как

.                                                        (4.7)

Удвоенная величина (4.7) определяет минимальный период возвращения триггера в исходное состояние, а обратная величина называется максимальной частотой переключения:

.                                                              (4.8)

Величина  триггера иногда включается в число технических параметров ИЛС,  используемых для его построения.          

Требования к амплитудам импульсов переключения триггеров определяются соображениями, рассмотренными при изучении транзисторных ключей и ИЛС.

4.6.  RS – триггер на логических элементах  И-НЕ

Значительное распространение микросхем ТТЛ логики определило использование триггеров на элементах этой технологии.  На рис.4.6 показана схема такого триггера, использующая двухвходовые  элементы И-НЕ. В этой схеме предположение, например, состояния триггера  означает установку  в закрытое состояние  путем  подачи по цепи обратной связи нулевого напряжения на эмиттер  многоэмиттерного транзистора .

Напряжение на коллекторе закрытого  закрывает эмиттер  многоэмиттерного транзистора . Состояние другого эмиттера  в состоянии хранения триггера должно быть закрытым, т.е. на вход  должен быть подан  уровень логической единицы.

Рис. 4.6

Для переключения триггера в противоположное состояние невозможно использовать управление входом , поскольку он заблокирован нулевым напряжением  в соответствии с логикой ТТЛ ИЛС. Для достижения цели нужно подать на вход  нулевой потенциал. Эмиттерный переход откроется, ток  через  потечёт через открытый эмиттер, а транзистор  закроется и напряжение    приобретёт единичное значение . Это напряжение по цепи обратной связи закроет эмиттер . Напряжение на другом эмиттере  при этом должно иметь единичное значение, поскольку подача нулевого напряжения одновременно на два входа триггера на элементах И-НЕ  «запрещена» по таким же соображениям, какие использовались при анализе схемы триггера рис.4.2.  При обоих закрытых эмиттерах ток через  в многоэмиттерном транзисторе    переключается  в базу  и насыщает его. На выходе   устанавливается нулевое напряжение. Следовательно, воздействие нулевым потенциалом на вход   устанавливает триггер в состояние  , ,  т.е.  вход   является входом S , а вход  соответственно входом R. Характерная для ТТЛ логики «активность» нулевого уровня сигнала отображается на условном изображении триггера (рис.4.7) символами инверсии: входы  и .