Режимы работы триггера с двумя устойчивыми состояниями
Л. – Согласен, я полагаю, что ты будешь доволен, если посмотришь на рис. 82; там в скобках я указал напряжение питания +Е , равное 12 в, напряжение смещения – Uc (в нашем случае – 6 в), а также номиналы резисторов. Предположим, что ток пропускает транзистор T1 , находящийся в состоянии насыщения. Отсюда следует, что потенциал его коллектора упал почти до нуля, а ток коллектора близок к 4 ма, потому что питание на этот коллектор подается от источника с напряжением 12 в через резистор R1 с сопротивлением 3 ком. Два равные по сопротивлению резистора R3 и R4 создают на базе Т2 потенциал, близкий к –3 в, т. е. транзистор Т2 надежно заперт.
А теперь предположим, что заперт транзистор T1 . Тогда потенциал его коллектора близок к +12 в, делитель из резисторов R3 – R4 стремится повысить потенциал базы транзистора Т 2 до +3 в. Само собой разумеется, что напряжение на этой базе достигнет лишь +0,3 в (обычное значение напряжения база – коллектор в нормально проводящем германиевом триоде). В этих условиях легко рассчитать, какой ток поступает на эту базу через резисторы R1 и R3 общим сопротивлением 23 ком; ток имеет величину: 12 в: 23 000 ом = 0,00052 а или 0,52 ма. В то же время через резистор R4 течет ток, равный 6 в: 20 000 ом = 0,0003 а или 0,3 ма. База же получает разность этих токов или 0,52 ма – 0,3 ма = 0,22 Если коэффициент усиления транзистора по току превышает 20, можно с уверенностью сказать, что мы довели транзистор до состояния насыщения, ибо максимальный ток его коллектора равен 4 ма.
|
|
|
Н. – Хорошо, теперь я действительно вижу, что когда один из транзисторов твоей схемы пропускает ток, он запирает другой и, наоборот, запертый транзистор приводит другой в состояние насыщения. Но как узнать, какой из транзисторов будет заперт и какой будет находиться в состоянии насыщения?
Л. – А на этот вопрос, дорогой Незнайкин, я не могу ответить с желаемой тобой определенностью. Возможно, что запертым будет транзистор Т1 , а Т2 будет в состоянии насыщения, но одинаково возможен и случай, что в состоянии насыщения окажется Т1 а Т2 будет заперт.
Н. Значит, твоя схема сама не знает, чего она хочет!
Л. – Не вдаваясь в вопросы психологического анализа, я просто скажу тебе, что рассматриваемая схема имеет два устойчивых состояния или, как говорят, она бистабильна. Тебе уж доводилось встречаться с такими схемами и, в частности, с триггером Шмитта (см. рис. 61), у которого напряжение базы транзистора Т1 находилось между двумя порогами.
Н. – Так, значит, эта схема может некоторое время провести с запертым Т1 и насыщенным Т2 и наоборот.
Л. – Согласен с тобой, но с одной оговоркой – я не стал бы говорить «некоторое время». Оказавшись в каком‑то определенном положении, схема (рис. 82) может бесконечно долго оставаться в этом положении, пока мы не изменим ее состояния.
|
|
|
Запуск триггера с двумя устойчивыми состояниями
Н. – Но как ты «изменишь состояние» схемы?
Л. – Здесь на сцену выступают диоды Д1 и Д2 . Предположим, что схема находится в таком состоянии, когда транзистор Т1 заперт, а Т2 насыщен. Как мы видим, в этих условиях на катоды диодов через резисторы R7 и R8 поданы следующие потенциалы: у диода Д1 почти + 12 в, а у диода Д2 почти нуль. Подадим в точку А отрицательный импульс; через конденсаторы С3 и С4 этот импульс одновременно будет приложен к катодам обоих диодов. Но так как катод диода Д1 имеет потенциал +12 в, а его анод – отрицательный потенциал (транзистор Т1 заперт), потребовался бы импульс больше 12 в, чтобы сделать диод проводящим. А у диода Д2 потенциал катода равен (или почти равен) нулю, а потенциал его анода также близок к нулю или имеет очень небольшую положительную величину (мы говорили о 0,2 или 0,3 в). Поэтому импульс будет передан только диодом Д2 . Отрицательный импульс, попадая на базу транзистора Т2 , запрет его. Соответствующее повышение напряжения на его коллекторе передается на базу транзистора Т1 через делитель из резисторов R5– R6 и особенно через конденсатор С1 , хорошо передающий крутые фронты, и отопрет транзистор Т1 . Таким образом, завершится переход системы из одного состояния в другое.
|
|
|
Н. – Хорошо, до сих пор все понятно. Но следующий импульс произведет такой же эффект. А для возвращения схемы в первоначальное состояние ему нужно было бы сделать как раз обратное.
Л. – Как мне кажется, дорогой Незнайкин, ты забыл, что транзистор Т1 стал проводить ток, а транзистор Т2 в это время I заперся, следовательно, после опрокидывания схемы резистор R7 постепенно сделает потенциал анода диода Д1 близким к нулю; а в это время резистор R8 постепенно повысит потенциал катода диода Д2 до значения, близкого к +12 в. Если прежде чем посылать следующий импульс, ты немного подождешь, то увидишь, что картина с напряжениями смещения на катодах диодов стала обратной по сравнению с состоянием, предшествовавшим первому импульсу. Следовательно, второй импульс произведет обратное действие и вернет схему в ее первоначальное состояние.
Н. – Дьявольски хитрая система. По сути дела диоды Д1 и Д2 играют роль железнодорожной стрелки, направляющей импульс на тот транзистор, который как раз в нем нуждается для отпирания.
|
|
|
Л. – Ты совершенно прав, сравнивая это устройство с железнодорожной стрелкой, по хочу, чтобы ты обратил особое внимание на роль, которую в этой стрелке играют резисторы R7 и R8 , а также конденсаторы С3 и С4 . После опрокидывания схемы изменение потенциалов катодов диодов Д1 и Д2 происходит постепенно. В самом деле для заряда конденсатора С3 через резистор R7 и конденсатора С4 через резистор R8 требуется некоторое время. Иначе говоря, работой нашего направляющего разделителя управляет предыдущее положение триггера. Запаздывание в цепочках R7 – С8 и R8 – С4 играет исключительно важную роль; если вернуться к твоему сравнению с железной дорогой, задержка не позволяет перевести стрелку во время прохождения поезда.
Н. – Однако ничего подобного нет в схеме на рис. 81, где диоды играют роль аналогичного направляющего разделителя…
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 209; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!