Несимметричный триггер

(триггер Шмитта)

Основу несимметричных триггеров, как и симметричных, составляет 2-х каскадный усилитель постоянного тока, охваченный ПОС. Эти триггеры тоже обладают двумя устойчивыми состояниями, смена которых происходит скачкообразно под действием входных сигналов. Однако в отличие от симметричных триггеров несимметричным присуща неидентичность параметров обоих каскадов и видов связи между ними.

Этот вид триггера (ламповый вариант) был впервые описан в 1938 году О.Г. Шмиттом, откуда второе название схемы -триггер Шмитта. Это наиболее распространенная разновидность несимметричных триггеров, хотя часто все несимметричные триггеры называют триггеры Шмитта, что не совсем правильно.

Рассмотрим наиболее распространенную схему несимметричного триггера с эмиттерной связью.

В самостоятельный класс несимметричные триггеры выделены не по схематическому, а по функциональному признаку. Как правило, несимметричные ТШ выполняются так, что в отсутствии переключающего сигнала (исходное состояние) выходной сигнал однозначно определен.

Такие триггеры (ТШ) не обладают памятью и используются в качестве пороговых устройств и формирователей прямоугольных импульсов из сигналов произвольной формы, в том числе и синусоидальных,

а не для обработки и хранения информации, как симметричные.

Схема ТШ имеет вид:

Связь между первым и вторым каскадами в таком усилителе – потенциометрическая (с помощью резисторов R 1, R 2), а между вторым и первым – ПОС по току, осуществляемая включением резистора R э в общую эмиттерную цепь транзисторов.

Такой способ связей между каскадами хорош тем, что выход непосредственно не связан со входом и поэтому нагрузка мало влияет на работу триггера.

Входом схемы служит база VT 1. Выходной сигнал снимается с коллектора VT 2.

Для работы триггера требуется выполнение условия

R_К1 > R_К2

Обычно выбирают R_К1 = (2..3) R_К2

В исходном состоянии (U _ВХ = 0)

U _БЭ1 = U _Б1 – U _Э < 0

т.к. U _Б1 = U _ВХ = 0

При этом VT 1® закрыт и напряжение U _К1»+ E _К через делитель R 1, R 2 поддерживает VT 2 в открытом состоянии (насыщении):

U _БЭ2 = U _R2 – U _RЭ > 0

(здесь U _R2 = I _Д × R 2 = Е _К× R 2/ (R1 + R 2) ® макс и U _R2 > U _RЭ)

На выходе триггера в исходном состоянии имеем

U _ВЫХ⁰ = U _К2 = U _КЭ2^НАС + U _RЭ » U _RЭ2 = I _К2 × R э,

т.к. U _КЭ2^НАС мало и ® к 0.

При увеличении положительного U на входе VT 1 (+ U _ВХ) до величины порога срабатывания. U _RЭ2 (т.е. когда станет

U _ВХ ³ U _RЭ2

через транзистор VT 1 потечет ток I _К1. Положительное U на его коллекторе начнет уменьшаться (т.к. U _КЭ1 = Е _К – I _К1 R _К1), что приведет к уменьшению тока транзистора VT2, а значит и к уменьшению напряжения U _RЭ2 = I _К2 R э. Это ещё больше приоткроет транзистор VT 1. Оба транзистора окажутся в активном режиме и произойдет лавинообразный процесс опрокидывания – открывания VT1 и закрывания VT2. Выходное U схемы скачком изменится до уровня

U _ВЫХ¹ = + Е _К

Дальнейшее повышение напряжения U _ВХ на состояние выхода не отразится т.к. с ростом I _Б1 > I _Б1^НАС сохраняется I _К1^МАКС = const

Этот процесс можно отобразить графически:

Уменьшение входногоU _ВХ вызывает обратный процесс. Это произойдет, когда входной сигнал достигнет порога отпускания. U _{ПОР 0} = U _RЭ1

Транзистор VT1 выйдет из насыщения (начнет прикрываться) и возрастающее напряжение на его коллекторе приведет к появлению и возрастанию тока базы VT2. Возрастающий ток коллектора I _К2 создаст на резисторе R _Э напряжение ПОС, способствующее ещё большему закрыванию транзистора VT 1.В итоге, произойдет лавинообразный процесс опрокидывания в обратном направлении.

Т.к. в каждом состоянии триггера падение U на R _Э различны, между порогами срабатывания и отпускания существует область гистерезиса

// D U _ПОР = U _ПОР1 – U _ПОР2 зависит от параметров схемы //

ТШ широко применяется для фиксации превышения напряжением U _ВХ установлено уровня U _ПОР1 и получения прямоугольных импульсов из медленно изменяющегося U _ВХ.

Дата добавления: 2015-05-10