Асинхронные RS-триггеры на элементах И-НЕ

P(Q) Q

DD1 DD2

R S

RS	Q_t	состояние
	*	Запрет
		Сброс
		Установка
	Q_t-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

S Q

R P(Q)

DD2

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)

& S &

S Q

R Q

Таблица истинности

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

Одновременно подавать «1» на R и S нельзя!

Тактируемый D-триггер

С	D	Q_t	состояние
	*	Q_t-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)

& S &

D Q

D TT Q

Эти и последующие графики – без задержек.

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

Q’ t

P’

Универсальный JK-триггер

K &

R T R T Q

& S S Q

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

J TT Q

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

Т-триггер

K &

R TT

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 t

Назначение триггеров

Основное назначение триггеров - хранение информации.

Регистр заполнения

D₀ D TT

D₁ D TT

…

D₇ D TT

Параллельное соединение

Условное обозначение

D₀ RG Q₀

D₁Q₁

… …

D₇Q₇

D TT

…

D TT

Последовательное соединение

Счетчик

Q₀ Q₁ Q₂

TT TT TT

T T T

Q₀t

Q₁t

Q₂t

Реверсивный счетчик

«1»

J Q₀

Q₀

J Q₁

Q₁

J₁ Q₂

J₂

K₁

K₂

Q₀t

Q₁t

Q₁ t

Q₂t

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.

I_э1+ I_э2=I₀ R_к1=R_к2=R_к

ДК:

Ø Пусть е₁ =, е₂= 0

Входом для ДК является Dе= е₁- е₂

Þ ток I_б1 Þ I_к1Þ потенциал j_к1=U_вых1=Е₁-I_к1R_к1 уменьшился на U_max

I_к1 ¯ Þ j_к2возрастает на U_max

U_вых = j_к1-j_к2 Þ U_вых¯ на 2U_max

U_вых= -2 U_max

K_u_д=DU_вых/ DU_вх = DU_вых/ е₁

Ø Пусть е₂ =, е₁= 0

j_к1возрастает на U_max, j_к1уменьшается на U_max

U_вых= 2 U_max

K_u_д=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

U_вых= К_uд(j₁- j₂) конечная ¥ величина К_uд = 10⁴…10⁵ U_вых / К_uд = j₁- j₂ = 0 Þ j₁= j₂

Схема замещения

Основные параметры

Ø Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению

K_u_д= ¶U_вых/ ¶U_вх

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

Ø Коэффициент синфазного напряжения

K_u_сф= ¶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_u_сф / K_u_о

Ø Напряжение смещения

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

Ø Передаточная характеристика

U_д=j₁- j₂ Угол наклона - K_ид DU_д_.max – изменение входного напряжения, когда ОУ работает в линейном режиме.

DU_вх.д= 10^-4…10^-5

U_вых

U_m⁺

U_вх

E_см

U_m^-

DU_д._max

Ø Динамические параметры

t_ф – 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_ви f₁.

L = 20 lgК_ид

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

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 I_вх = I_ос I_вх = (U_вх - j₂)/R₁ = (j₂ - U_вых)/R₂ = I_ос Þ U_вх /R₁ = - U_вых/R₂ К_u= U_вых / U_вх = - R₂/R₁

R₂ I_ос