Импульсные устройства. Электронные триггеры, страница 7

Для переключения на вход триггера подаётся напряжение  отрицательной  полярности и достаточной амплитуды, чтобы открыть оба диода, т.е. большей, чем .  Напряжение на входе счётного триггера  при этом станет отрицательным и оба диода откроются, что обеспечивает отрицательное напряжение на базах транзисторов  и .  Для закрытого транзистора   это безразлично, а для насыщенного  создаёт отрицательный ток базы, переводящий транзистор в активный режим, а затем в отсечку. Таким образом, через некоторое время после подачи переключающего воздействия оба транзистора оказываются в состоянии отсечки. Уже говорилось, что такой режим является для триггера не алгоритмическим и часто называется «запрещённым».

Рис. 4.10

Тем не менее, если после закрытия обоих транзисторов завершить импульс запуска , схема  возвратится в бистабильное состояние,  вид которого определяется напряжением   ёмкостей  и . В рассматриваемом примере   заряжен до напряжения, близкого к логической единице, а  разряжен. В результате после выключения запускающего напряжения  и закрытия обоих диодов в базы транзисторов потекут токи различной величины. Ток базы ранее закрытого через разряженный  составит , а в базу   потечёт меньший ток .     Транзистор   будет открываться с большей скоростью и уменьшение напряжения на его коллекторе будет уменьшать ток . После перехода обоих транзисторов в активный режимвозникнет регенеративный режим с положительной обратной связью, который приведёт  в режим насыщения, а  в режим отсечки. Таким образом выполняется  задача переключения триггера в противоположное состояние при однократной подаче счётного импульса на общий вход .

В проведенном рассмотрении предполагалось, что заряды конденсаторов сохраняются на интервале закрытого состояния обоих транзисторов (конденсаторы «помнят»  предыдущее состояние триггера). Фактически на этом интервале происходит заряд  с постоянной времени . Если заряды ёмкостей  и  успеют сравняться, процесс перехода схемы в бистабильное состояние приобретёт стохастический характер.  Поэтому для функциональной надёжности счётного режима в схеме рис.4.10 требуется, чтобы постоянные времени   заметно превышали длительность импульсов запуска. В рассматриваемой схеме рис.4.10, использующей неалгоритмическое состояние триггера,  эта задача проще, чем в триггере рис.4.9, поскольку временные соотношения  могут быть удовлетворены выбором достаточно больших ёмкостей C.

Схема формирования запускающих импульсов

При использовании триггеров со счётным входом типа рис.4.9, 4.10  на управляющий вход подаётся напряжение  с предыдущей импульсной схемы, обычно с такого же триггера. При этом формирование запускающего импульса отрицательной полярности производится  - цепочкой дифференцирующего типа (рис.4.9, 4.10 и 4.11а). В этой схеме при  напряжение .  После подачи положительного перепада  (при ) формируется положительный импульс амплитудой  и длительностью  ,  где . Этот импульс не влияет на состояние закрытых диодов в схемах рис.4.9, рис.4.10.      При выключении импульса  напряжение на зарядившемся конденсаторе С  создаёт отрицательный импульс на входе   счётного триггера, убывающий по амплитуде как . Длительность отрицательной части импульса легко определить как . Этот импульс и переключает триггеры. Поэтому схемы триггеров рис.4.9, 4.10 называют схемами с запуском по спаду управляющего импульса. Существуют и схемы с запуском по фронту управляющего импульса. Такое отличие может быть существенным при реализации различных алгоритмов переключения.

Рис. 4.11

4.9. Триггеры, управляемые уровнем входного сигнала

В 4.1 отмечалось, что триггеры с одним входом требуют для переключения различных по полярности или амплитуде воздействий. Рассмотренные в 4.8 счётные триггеры имеют единственный вход, но снабжены  схемами переключения воздействия на разные входы бистабильной  ячейки. Теперь рассмотрим возможность управления триггером по единственному входу. Для этого используются различные уровни входного сигнала. Триггеры, управляемые уровнем, называют триггерами Шмитта, они широко используются и с применением других физических принципов, например, перемагничивания магнитных сердечников.