21.1.3. Синхронизируемый RS -триггер

зано на рис. 21.3, а. Запр^- щенная комбинация входных сигналов для такого триггера R = S = С = 0.

21.1.4. Т-триггер

Г-триггеры выполняются на основе ^ S -триггеров. Счет­ ный вход организуется при помощи микросхем типа И НЕ. Состояние триггера изменяется на противоположное

Рис 21 4 функциональная схема и условное обозначение Г-триггера

Рис. 21.5. Функциональные схемы и условные обозначения двухсту­ пенчатого Т-триггера

Т-триггер может быть построен также на двух такти­ руемых /^S-триггерах (рис. 21.5, б). В этой схеме необхо­ димость в элементах задержки отпадает. Такой триггер называется двухступенчатым. Условное обозначение схемы показано на рис. 21.5, в.

Существует целый ряд разновидностей Т-триггеров с дополнительными входами, которые придают Т-трштеру дополнительные свойства. Г-триггеры различного типа ши­ роко применяются в устройствах управления ЦВМ, при построении многоразрядных счетчиков и др.

21.1.5. Д-триггер

Д-триггеры имеют один информационный вход и реализу­ ют логическую функцию, описываемую характеристическим

уравнением Q*+1 — D1, т. е. информационное значение сиг­

Как нетрудно убедиться, в тактируемом Д-триггере за­ писанная информация появляется на выходе только после окончания тактирующего сигнала и может быть использова-

,//<■-триггер работает, как синхронный ^ S -триггер. При объе­ динении входов J и К образуется тактируемый Т-триггер (рис. 21.7, б).Объединение входов J и К через инвентор (рис. 21.7, в) позволяет получить Д-триггер.

Функциональная схема одного из типов тактируемого УД-триггера, выполненного на элементах И—НЕ пред­ ставлена на рис. 21.8. Во время действия тактового им­ пульса С = 1 информация, определяемая входными сигна-

Рис. 21.7. Условное обозначение триггеров на основе У/С-триггсра

Рис. 21.8. Функциональная схема У/(-триггера

лами на входах У и Д, записывается в триггер DD5, а по окончании тактового импульса С = 0 информация перепи­ сывается в триггер DD6.

Пусть, например, в исходном состоянии Ql = 1; Q1 =

= 0; Q = 0; <2=1, а на входы поданы сигналы J = 0, К = 1, С = 0. Очевидно, что до тех пор пока С — 0, эле­ менты DD1 и DD2 закрыты (51 = R 1 = 1) и никаких из­ менений в схеме не происходит.

При подаче синхронизирующего импульса С = 1 на выходе элемента DD2 появляется сигнал Д1 = 0, который

переключает триггер DD5 в состояние Q1 = 0; Ql = 1. Одновременно происходит закрывание элементов DD3 и DD4 (S2 = R2 = 1). По окончании действия тактового импульса С = 0 на выходах S1 и RI образуются сигналы 51 = Д1 = 1. Элемент DD4 при этом отпирается и на его выходе образуется сигнал R2 = 0, переключающий триг­

гер DD6 в состояние Q = 0 и Q = 1. Процесс переключения УК-триггера при других сигналах на входе аналогичен.

Рассмотренные схемы не исчерпывают всех вариантов построения и функционирования триггеров на интеграль­ ных логических микросхемах. Более детальное их рассмот­ рение можно найти в соответствующей литературе.

21.2. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ

Мультивибраторы на основе логических интегральных микросхем применяются для генерирования вспомогатель­ ных импульсов в логических устройствах. Стремление к уменьшению числа разновидностей интегральных микро­ схем, используемых в электронной аппаратуре, определя­ ет целесообразность создания и применения мультивибра­ торов подобного типа.

21.2.1. Автоколебательный мультивибратор

Вариант схемы самовозбуждающегося мультивибратора на интегральных логических микросхемах и диаграммы на­ пряжений, поясняющие его работу, представлены на рис. 21.9, а, 21.9, б соответственно.

Рис. 21.9 Функциональные схемы и временные диаграммы напряжений автоколебательного мультивибратора на интегральных логических микросхемах

Схема имеет два состояния квазиустойчивого равнове­ сия: в одном состоянии DD1 открыт, a DD2 — закрыт, а в другом наоборот.

Пусть, например, схема DD 1 закрыта (находится в еди­ ничном по выходу состоянии), a DD2 — открыта. При этом

конденсатор С2 заряжается выходным током DD1, проте­ кающим через резистор R2. Напряжение UN на входе схемы DD2 положительно, что удерживает DD2 в открытом состоянии (на выходе DD2 существует сигнал, соответст­ вующий уровню логического нуля). Конденсатор С1, за­ ряженный в предыдущем цикле, разряжается через выход­ ной транзистор схемы DD2 и резистор R 1. В результате чего на входе схемы существует отрицательное напряжение UM, удерживающее DD 1 в закрытом состоянии.

По мере заряда конденсатора С2 ток заряда убывает

иуменьшается падение напряжения UN на резисторе R2.

Вмомент достижения напряжением UN уровня порога сра­ батывания схемы Uпор схема DD2 начинает закрываться. Положительное приращение напряжения через конденса­

тор С1 поступает на вход схемы DD 1, открывая последнюю. В результате, в схеме развивается лавинообразный процесс опрокидывания, заканчивающийся установлением нового состояния неустойчивого равновесия: открывание схемы DD 1 и запирания схемы DD2.

Т2/и.

Длительность импульса /и в этом случае определяется как

u nop

где Яоых — выходное сопротивление закрытой микросхемы; тау— максимальное напряжение на входе открытой ми­

кросхемы.

В рассмотренной схеме может возникнуть такое состоя­ ние, когда с включением источника птачия напряжение пи­ тания будет нарастать относительно медленно, заряд кон­ денсаторов будет происходить медленно при небольших токах и падение напряжения ни на одном из резисторов R 1 и R2 не превысит уровня Unор. Тогда обе схемы окажут­ ся в закрытом состоянии и автоколебания в схеме не возбу­ дятся. В этом случае возникает необходимость подачи за­ пускающего импульса от постороннего источника на вход одной из схем для перевода этой схемы в открытое состоя­ ние. Таким образом, схема рис. 21.9, а-работает в режиме жесткого самовозбуждения.

Мягкое самовозбуждение может быть обеспечено допол­ нением схемы еще двумя логическими элементами типа И — НЕ (рис. 21.9, в). Как нетрудно убедиться, если обе схемы DD1 и DD2 в начальный момент окажутся закрыты­ ми, то за счет обратной связи схема DD 1 откроется и в муль­ тивибраторе возникнут автоколебания.

21.2.2.Автоколебательный мультивибратор

содной времязадающей цепью

Применение одной времязадающей цепи облегчает пере­ стройку частоты генерируемых колебаний. Функциональ­ ная схема мультивибратора, выполненного на элементах И—НЕ приведена на рис. 21.10, а. Собственно мульти­ вибратор выполнен на элементах DD 1 и DD2. Микросхема DD3 служит для исключения влияния нагрузки на режим

R

а

Рис. 21.10. Функциональная схема и временные диаграм­ мы напряжений автоколеба­ тельного мультивибратора с одной времязадающей цепью

мультивибратора. На рис. 21.10. б показаны диаграммы напряжений, поясняющие работу схемы мультивибратора.

Мягкий режим самовозбуждения обеспечивается вклю­ чением резистора R времязадающей цепи между входом и выходом элемента DD 1, что создает линейную обратную связь при подключении схемы к источнику питания. Тог­ да, в начале возникновения автоколебаний, элемент DD 1 работает в линейном режиме и реагирует на изменение на­ пряжения на его входе при заряде или разряде конденсато­ ра С. В результате, DD 1 либо открывается, либо закры­ вается.

Ток заряда — разряда конденсатора С протекает через резистор R между выходами элементов DD1 и DD2. При достижении напряжением UA на входе DD 1 уровня порога