Краткие теоретические сведения

Исследование триггера Шмитта

Лабораторная работа №13

Контрольные вопросы

4.1 Каково назначение мультивибраторов?.

4.2 Какие элементы схемы мультивибратора определяют временные параметры его выходного сигнала?.

4.3 Как регулируют частоту и скважность импульсов на выходе мультивибратора?

5 Сделать краткие выводы по работе

Цель работы: Изучить принцип действия триггера Шмитта в режимах преобразования медленно изменяющегося напряжения в напряжение прямоугольной формы.

Триггер Шмитта, или триггер с эмиттерной связью, применяют для преобразования медленно изменяющегося напряжения в импульсное напряжение прямоугольной формы с крытыми фронтами и срезами. Схема обладает двумя устойчивыми состояниями: 1)VT1 открыт и насыщен, а транзистор VT2 закрыт; 2)транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 открыт и насыщен.

Первое устойчивое состояние обеспечивается, если на базе транзистора VT1 по отношению к его эмиттеру будет отрицательное напряжение, т.е. |U_R2|>|U_R4|, а на базе транзистора VT2 по отношению к его эмиттеру – положительное, т.е. |U_R6|<|U_R4|. Второе устойчивое состояние обеспечивается, если |U_R2|<|U_R4|, а |U_R6|>|U_R4|.

Входной сигнал выводит триггер Шмитта из устойчивого состояния, в которое схема возвращается при снятии сигнала. Таким образом, триггер Шмитта не запоминает введенную в него информацию.

Рассмотрим процесс опрокидывания схемы во временно устойчивое состояние под действием входного сигнала.

Пусть в устойчивом состоянии транзистор VT1 открыт и насыщен, а транзистор VT2 закрыт. Изменение состояния схемы произойдет при подаче на базу транзистора VT1 сигнала положительной полярности, под действием которого он начинает закрываться, его коллекторный ток будет уменьшаться, а коллекторное напряжение – увеличиваться. Неравенство напряжений в устойчивом состоянии |U_R2|>|U_R4| сначала превратиться в равенство, так как из-за уменьшения коллекторного тока транзистора VT1 уменьшается общее эмиттерное напряжение U_R4, а из-за увеличения коллекторного напряжения этого транзистора увеличивается напряжение U_R6. Затем напряжение U_R6 становится больше напряжения U_R4, вследствие чего транзистор VT2 откроется, появится его эмиттерный ток и увеличится напряжение U_R4, что равносильно появлению дополнительного положительного напряжения на базе транзистора VT1.

В момент а триггер лавинообразно перейдет во временно устойчивое состояние, при котором транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 открыт и насыщен. Это состояние будет длиться до тех пор, пока на входе схемы присутствует входной сигнал. Уменьшение положительного напряжения на входе схемы завершится обратным переключением триггера, но уже в момент b, которому соответствует большое отрицательное напряжение на базе транзистора VT1. Разность между напряжениями перехода во временно устойчивое состояние и возвращения в устойчивое называют гистерезисом γ.

Лавинообразный характер переключения триггера Шмитта объясняется положительной обратной связью, охватывающей схему при переходном процессе, когда оба транзистора ненадолго оказываются в активном режиме.

Конденсатор С₂ способствует ускорению переключения триггера Шмитта и называется ускоряющим.

Дата добавления: 2017-02-01