Импульсные устройства. Электронные триггеры, страница 6

На рис.4.9 показана традиционная схема триггера со счётным входом, называемая схемой с управлением по коллекторным цепям.

Рис. 4.9

Переключение осуществляется  с использованием генератора запуска  с внутренним сопротивлением . В статическом состоянии ( напряжение на входе триггера , приложенное к катодам  обоих диодов,  равно напряжению на конденсаторе , который заряжен от источника питания  через резистор  до уровня .   Если     закрыт, тогда для триггера по определению  находится в насыщении. Это определяет различное состояние использованных в схеме рис.4.9 диодов. К аноду  приложено коллекторное напряжение  насыщенного , в результате он заперт напряжением .  К аноду  приложено напряжение коллектора закрытого   ,  поэтому  диод   тоже закрыт, но меньшим чем  напряжением  .

Для переключения триггера используется импульсное входное воздействие  отрицательной полярности с амплитудой . Предполагая, что  ёмкость С достаточно велика, определим  напряжение на входе схемы как суперпозицию: .  Если амплитуда  достаточна для того, чтобы

,                                    (4.10)

диод  открывается. Это приводит к уменьшению напряжения на коллекторе закрытого  и, следовательно, тока  базы насыщенного . В результате  выходит из насыщения, возрастающее напряжение на его коллекторе выводит  из отсечки и  активное состояние обоих транзисторов приводит к  регенеративному процессу переключения триггера. Для улучшения скорости переключения в схеме использованы конденсаторы  малой ёмкости, шунтирующие резисторы  .

После переключения транзисторов изменится состояние диодов в схеме рис.4.9, что может привести к началу процесса повторного переключения триггера. Поэтому длительность запускающего импульса  должна быть ограничена  с целью сохранения нового (после переключения) статического состояния триггера.

Оценивая длительность переключения триггера как  два  интервала переключения  транзисторов ,  приходим к выводу, что длительность импульса переключения должна быть не более этой величины. В тоже время, как было показано (4.6), для функционально надежного переключения триггера  требуется время воздействия  . Это противоречие можно сгладить при более точном анализе переходных процессов, но всё равно схема рис.4.9  может быть функционально надёжной только при   точной настройке соотношения параметров задержки триггера и длительности переключающего воздействия. Дополнительно напомним, что было показано ограничение на амплитуду импульсов переключения (4.10). Такие  требования с практической точки зрения всегда являются очень неудобными, поскольку предъявляют повышенные требования к точности параметров устройства при изготовлении и стабильности в эксплуатации.

В современной цифровой технике схемы триггеров на дискретных транзисторах практически не используются, но принцип построения триггера с общим (счётным) входом путём переключения запускающего воздействия в разные точки схемы сохраняется. Микроэлектронные схемы триггеров будут рассматриваться в разделе «Цифровые устройства».

Заметим, что при большой длительности управляющего импульса схема рис.4.9 превращается в автогенератор импульсов, вызываемых последовательным переключением диодов  и с частотой переключения, определяемой временем переключения схемы триггера. Такие схемы находят разнообразное применение.

Триггер со счётным входом с запуском по базовым цепям  показан на рис.4.10. Здесь переключение осуществляется воздействием  на базовые цепи. В статическом состоянии () оба диода заперты напряжением .  Для функционирования этой схемы наличие «ускоряющих» конденсаторов  и , имеет принципиальное значение. В статическом состоянии триггера, если, например,   закрыт, а   насыщен,  конденсатор  заряжен до уровня логической единицы,  а  разряжен практически до нуля.