Асинхронные RS-триггеры на элементах И-НЕ

 

 

P(Q) Q

 

DD1 DD2

R S

 

	RS Qt состояние   * Запрет     Сброс     Установка   Qt-1 Хранение

 

 

Пусть в начале Q = 0

 

 

 

D – триггер

Недостатком RS-триггеров является запретные состояния. Чтобы избежать этого в RS-триггер добавляют еще один элемент – D-триггер.

 

DD3 DD1

D

S Q

 

 

R P(Q)

 

DD2

Q

 

 

Q

 

 

Запретного состояния быть не может, т.к. D = R, S ¹ R Þ на D и S одинакового сигнала быть не может.

 

Тактируемый RS-триггер.

 

 

	Управление производится прямыми, а не инверсными сигналами.   С – тактовые импульсы; R – перекрывает первый тактовый импульс;   R,S – информационные входы   Срабатывание: информационный сигнал + тактовый

R & R & P(Q)

 

C

 

& S &

 

S Q

 

R Q

 

C

Q

S

 

 

Таблица истинности

 

С	R	S	Qt	состояние
	*	*	Qt-1	Хранение
			Qt-1	Хранение
				Установка
				Сброс
			*	Запрет

 

Одновременно подавать «1» на R и S нельзя!

 

 

 

Тактируемый D-триггер

С D Qt состояние   * Qt-1 Хранение       Установка       Установка   Срабатывание триггера происходит по переднему фронту тактового импульса при наличии сигнала на D.   D=1 Þ триггер надо установить в единичное состояние

 

& R & P(Q)

 

C

 

& S &

 

D Q

 

 

D TT Q

 

 

Q

C

 

 

S

 

	Эти и последующие графики – без задержек.

t

D

 

 

t

S

 

 

t

R

 

 

t

Q

 

 

t

Q

 

 

t

 

 

Псевдодвухтактовый RS-триггер (MS-триггер)

 

 

	Таблица истинности как у RS – триггера.   Срабатывание MS–триггера происходит по заднему фронту тактового импульса при наличии информационных сигналов на R или S.   На R и S нельзя одновременно подавать «1».

R R

P’ P(Q)

C C

S S

Q’ Q

 

 

C 1

 

R TT Q

 

C

Q

S

 

 

C

 

t

R

 

t

S

 

Q’ t

 

 

t

P’

t

C

 

t

Q

 

t

Q

 

t

 

 

Универсальный JK-триггер

 

 

 

K &

R T R T Q

 

 

C

C

 

 

& S S Q

J

 

 

 

	Триггер работает по заднему фронту тактового импульса.   // перевести на русский язык! //

J TT Q

 

C

Q

K

 

 

С	K	J	Qt	состояние
	*	*	Qt-1	Хранение
			Qt-1	Хранение
				Установка
				Сброс
			_ Qt-1	Установка в противоположное сотояние – счетный режим

 

 

Т-триггер

 

 

 

K &

R TT

Q

 

T C

 

 

J & S Q

 

 

«1»

 

 

	Т-триггер – счетный триггер (деление на 2).   С каждым тактовым импульсом – переход в противоположное состояние.

T TT

T Q

 

Q

 

 

Т

 

 

Q t

 

 

t

 

 

 

Назначение триггеров

Основное назначение триггеров - хранение информации.

 

Регистр заполнения

 

 

C

 

D₀ D TT

 

 

C

 

 

D₁ D TT

 

C

…

…

…

 

D₇ D TT

 

C

 

Параллельное соединение

 

 

Условное обозначение

 

D₀ RG Q₀

D₁ Q₁

… …

 

D₇ Q₇

f

 

C

 

D TT

 

C

 

 

D TT

 

C

…

…

…

 

D TT

 

C

 

Последовательное соединение

 

 

Счетчик

 

Q₀ Q₁ Q₂

 

TT TT TT

T T T

 

 

C

 

 

Q₀ t

 

 

Q₁ t

 

 

Q₂ t

 

t

 

 

Реверсивный счетчик

 

 

«1»

J Q₀

 

K

Q₀

C

 

С

 

J Q₁

 

K

Q₁

C

 

J₁ Q₂

J₂

K₁

K₂

C

 

C

 

 

Q₀ t

 

 

Q₀ t

 

 

Q₁ t

 

Q₁ t

 

 

Q₂ t

 

 

t

Интегральные операционые усилители (ИОУ)

 

ИОУ – усилитель постоянного тока (УПТ)

Он имеет: R_вх = ¥, R_вых = 0, К_uд = ¥.

 

УМ

СУ

ЛК

ДК

 

U_диф

U_вых

 

 

ОУ

 

ДК – дифференциальный каскад. Усилитель постоянного тока.

ПК – промежуточный каскад. Их может быть несколько. Построен по схеме ДК, но на выходе напряжение снимается с одного плеча.

СУ – сдвиг уровня. Согласует по постоянному току выход ПК и вход УМ.

УМ – усилитель мощности. Служит для согласования с нагрузкой R_вых. Обеспечивает большой ток в нагрузку.

Iэ1+ Iэ2=I0 Rк1=Rк2=Rк

ДК:

 

Ø Пусть е₁ =, е₂ = 0

Входом для ДК является Dе= е₁- е₂

Þ ­ ток I_б1 Þ ­ I_к1 Þ потенциал j_к1=U_вых1=Е₁-I_к1R_к1 уменьшился на U_max

 

I_к1 ¯ Þ j_к2 возрастает на U_max

 

U_вых = j_к1-j_к2 Þ U_вых ¯ на 2U_max

U_вых= -2 U_max

 

K_uд=DU_вых / DU_вх = DU_вых / е₁

 

Ø Пусть е₂ =, е₁ = 0

j_к1 возрастает на U_max, j_к1 уменьшается на U_max

U_вых= 2 U_max

K_uд=DU_вых / DU_вх = DU_вых / е₂ (е₁ = 0)

 

Ø синфазный сигнал

е₂ = = е₁

 

Если на оба входа подаются сигналы одинаковые по величине и фазе, то такой сигнал называется синфазным.

 

ДК не усиливает синфазный сигнал.

 

К = 100…1000

U_вх.max = 10…1000 мВ

 

Условное обозначение

1 – не инвертирующий вход 2 – инвертирующий вход 3 – выход

>

 

U_д U_вых

2

 

Uвых= Кuд(j1 - j2)   конечная ¥ величина   Кuд = 104…105 Uвых / Кuд = j1 - j2 = 0 Þ j1 = j2

Схема замещения

 

 

Основные параметры

 

Ø Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению

 

K_uд= ¶U_вых / ¶U_вх

К_uд = 10⁴…10⁵ пока ОУ не вошел в режим насыщения

 

Ø Коэффициент синфазного напряжения

 

K_uсф= ¶U_вых / ¶U_сф = U_вых / U_сф ® 0, но не равен 0, т.к. в реальном ОУ R_k1¹ R_k2 и VT₁¹ VT₂

 

Ø Коэффициент ослабления синфазной составляющей

 

K_осф = 20 K_uсф / K_uо

 

Ø Напряжение смещения

 

Напряжение смещения – такое напряжение, которое надо подать на вход ОУ дифференциальным образом, чтобы на выходе напряжение равнялось 0.   Причина Есм – асимметрия дифференциальных каскадов.

1

 

V

 

Ø Передаточная характеристика

 

Uд=j1 - j2   Угол наклона - Kид   DUд.max – изменение входного напряжения, когда ОУ работает в линейном режиме.   DUвх.д = 10-4…10-5

U_вых

 

 

U_m⁺

 

U_вх

 

E_см

 

U_m^-

 

DU_д.max

 

Ø Динамические параметры

tф – время фронта среза

U_m⁺

 

U_m^- t_ф t_ф

Ø Частотные свойства

 

f = 0…f₁

f₁ – частота единичного среза – частота, при которой коэффициент усиления равен 1.

 

ОУ требует частотной коррекции, такой чтобы в диапазоне 0…f₁ ое вел себя как инерционное звено первого порядка. Для этого на выходе ОУ ставят большое C_н и проводится это внутренним или внешним образом.

 

Если в ОУ встроен C_н, то в справочнике указывается f_в и f₁.

L = 20 lgКид

Если в ОУ не встроен C_н, то в справочнике указывается схема коррекции (как надо подключать C_н)

 

L

L₀

 

 

 

Lg f

f_в f₁

 

Основные схемы применения

Инвертирующий усилитель

	Обязательна отрицательная обратная связь (чтобы были усилительные функции) Þ сигнал с выхода направляется на инвертирующий вход.   j1 = 0 Þ j1-j2 = 0 т.к j1=j2 Iвх = Iос Iвх = (Uвх - j2)/R1 = (j2 - Uвых)/R2 = Iос Þ Uвх /R1 = - Uвых/R2   Кu= Uвых / Uвх = - R2/R1

R₂ I_ос

 

R₁

U_вх U_вых

 

Неинвертирующий усилитель

	j1 = j2   i = Uвых /(R1 + R2) j2 = i R2 Þ j2 = (R2Uвых) / (R1 + R2) = Uвх   Кuд= 1+ R1/R2

U_вх U_вых

 

R₂ R₁ i

 

Повторитель

 

R₂ = ¥, R₁ = 0 – получаем повторитель

 

>

 

 

U_вх U_вых

 

 

К_u = 1