Исследование компаратора, инвертируещего и неинвертируещего усилителей. Компаратор. Одна из схем реализации компаратора, выполненная на основе операционного усилителя, между выходом, страница 10

Контрольные вопросы

1. Что такое алгебра логики? Что она изучает?
2. Что называется высказыванием?
3. Опишите логические операции инверсии, дизъюнкции, конъюнкции.

Лабораторная работа №7

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИГГЕРА

Триггером называется электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями, в каждом из которых оно может находиться сколь угодно долго. Переход из одного состояния в другое происходит скачкообразно под воздействием  управляющих сигналов, подаваемых на вход.

Эти свойства обуславливают широкое применение триггеров в системах управления и счётно-решающих устройствах, например, для коммутации цепей, счёта импульсов, хранения информации, построения сложных логических схем и д.р.

Триггеры  подразделяются на две большие группы – динамические и статические.

В динамическом триггере одно из состояний (единичное) характеризуется наличием на выходе непрерывной последовательности импульсов определённой частоты, а другое (нулевое) – отсутствием выходных импульсов. Динамические триггеры в настоящее время имеют ограниченное применение и рассматриваться не будут.

В статическом триггере каждому из двух устойчивых состояний соответствует неизменный уровень выходного напряжения: высокий – близкий к напряжению питания () либо низкий – около нуля (). Приняв первое состояние за "1", а второе за "0", можно считать, что триггер хранит один разряд числа, записанного в двоичном коде.

Различают симметричные и несимметричные триггеры.

Симметричные триггеры обладают симметрией как по структуре, так и по параметрам элементов.

Несимметричные триггеры (например, триггер Шмитта) характеризуются не идентичностью параметров элементов отдельных каскадов связей между ними.

Пример простершей реализации статического симметричного триггера приведен на рис. 7.1.

Рис. 7.1

Собственно триггер образован транзисторами  и . Транзисторы  и – вспомогательные и служат для управления.

Перекрестное соединение коллекторов и баз транзисторов  и  создает глубокую положительную обратную связь между каскадами, благодаря которой возможны только два устойчивых состояния: первое –  открыт, закрыт;  второе –  закрыт,  открыт.

Прирост коллекторного тока совпадает по фазе с приростом тока и напряжения на базе, а прирост коллекторного напряжения находится в противофазе с ними. Если представить, что оба транзистора –  и  оказались открыты,  а токи и напряжения в одноименных цепях одинаковыми,  то любое случайное изменение режима вызовет стихийный процесс роста тока в одном транзисторе и уменьшение  в другом. Например,  понижение напряжения на коллекторе  вызовет у транзистора  – уменьшение коллекторного тока и повышение коллекторного напряжения. Этот прирост напряжения,  поступая на базу , создаст дальнейшее понижение напряжения на его коллекторе. Процесс будет развиваться лавинообразно, пока транзистор  не окажется полностью открыт, а  – закрыт. Напряжение на коллекторе закрытого транзистора  близко к напряжению источника питания , а базовый ток , протекающий через сопротивления  и , удерживает этот транзистор открытым. Напряжение на коллекторе , напротив, близко к нулю, и поэтому транзистор  будет заперт, следовательно, триггер прибывает в устойчивом состоянии. В силу симметрии схемы запирание транзистора  и отпирание  протекает аналогично.

Напряжения на коллекторах служат выходными сигналами триггера. Из принципа действия триггера следует, что уровни сигналов на обоих выходах взаимно инверсны и по состоянию одного выхода можно судить о другом. Один из выходов триггера называют прямым и обозначают буквой , другой – инверсным и обозначают .

Смена состояний триггера (опрокидывание) производится внешними сигналами. Начало опрокидывания обеспечивается коротким положительным импульсом на базе того из управляющих транзисторов  или , который параллелен запертому –  или . Входной сигнал вызовет понижение напряжения на соответствующих коллекторах, от чего смежный (открытый) транзистор перейдёт в активный режим, процесс начнёт развиваться самостоятельно и закончится сменой состояния триггера.