Т триггер принцип работы: Счетные Т и JK-триггеры — Help for engineer

Счетные Т и JK-триггеры — Help for engineer

Счетные Т и JK-триггеры

Т-триггеры можно построить с помощью любого двухступенчатого триггера. Наличие двух ступеней позволяет избавиться от запрещенных состояний. Ранее мы рассматривали принцип работы D-триггера, именно поэтому построение счетного триггера будем осуществлять на его базе. Он состоит из входа C (синхронизирующий) и выхода Q. Чтобы произвести синтез необходимого нам устройства, нужно инверсный выход соединить со входом:

Счетным Т-триггер называют потому, что он считает количество импульсов, которое поступает к нему на вход. Правда, подсчет ведется лишь до одного. При повторной подаче сигнала на вход – значение выхода сбрасывается. Это свойство дало возможность использовать устройство, как делитель частоты.

С выхода будем снимать импульсы вдвое меньшей частоты, чем было на входе

Для построения счетного устройства мы использовали д-триггер с работой по заднему фронту. Соответственно и полученное будет работать по тому же принципу, временная диаграмма имеет следующий вид:

Собранный T-trigger на логических элементах представлен ниже. Синий провод означает нулевой уровень напряжения, красный – единица. Работает устройство при подаче импульсов с определенной частотой на вход C. Начинает происходить подсчет входящего сигнала, и по заднему фронту, выход меняет значение:

Обозначение ничем не отличается от ранее рассмотренных:

Все это мы говорили об асинхронном т-триггере (работа не контролируется никаким дополнительным сигналом). В синхронном операции начинают выполняться после подачи единицы на вход С. Небольшая модификация позволяет получить синхронный t-триггер, теперь он включится в работу только при подаче синхросигнала:

Временная диаграмма асинхронного устройства приобретает чуть иной характер, появляется прямая зависимость выхода от синхронизирующего входа:

Обозначение на схемах:

JK-trigger не совсем счетный, он считает только при определенной комбинации на входе. Работает он практически так же, как и RS. Его преимущество — не имеет запрещенной комбинации. То есть, по сути, это усовершенствованный rs-триггер. Запрещенная комбинация 1,1 убирается с помощью обратных связей. Для него таблица истинности:

Собираем на ТТЛ (логических) элементах. С помощью анимации намного проще понять, как все работает. Единица в верхнем правом углу рисунка означает первый кадр – начало отсчета. Если на входах появятся две единицы, то при отключении синхросигнала, значение на выходе Q будет меняться на противоположное (счет).

Схематическое обозначение не имеет ярко выраженных особенностей:

Недостаточно прав для комментирования

Справочник «Цифровые Интегральные Микросхемы»

Справочник «Цифровые Интегральные Микросхемы» [ Содержание ]

2.5.2. D-триггеры

D-триггером называется триггер с одним информационным входом, работающий так, что сигнал на выходе после переключения равен сигналу на входе D до переключения, т. е. Qn+1=Dn Основное назначение D-триггеров — задержка сигнала, поданного на вход D. Он имеет информационный вход D (вход данных) и вход синхронизации С. Вход синхронизации С может быть статическим (потенциальным) и динамическим. У триггеров со статическим входом С информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала C=1. В триггерах с динамическим входом С информация записывается только в течение перепада напряжения на входе С. Динамический вход изображают на схемах треугольником. Если вершина треугольника обращена в сторону микросхемы (прямой динамический вход), то триггер срабатывает по фронту входного импульса, если от нее (инверсный динамический вход) — по срезу импульса. В таком триггере информация на выходе может быть задержана на один такт по отношению к входной информации.

D-триггеры могут быть построены по различным схемам. На рис. 2.43,а показана схема одноступенчатого D-триггера на элементах И-НЕ и его условное обозначение. Триггер имеет прямые статические входы (управляющий сигнал — уровень логической единицы). На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнена схема управления, а на элементах DD1.3 и DD1.4 асинхронный RS-триггер.


Рис. 2.43. Синхронный D-триггер: а — схема D-триггера на элементах И-НЕ и условное обозначение;
б — временные диаграммы; в — преобразование синхронного RS-триггера в синхронный D-триггер;
г — временные диаграммы записи и считывания.

Если уровень сигнала на входе С = 0, состояние триггера устойчиво и не зависит от уровня сигнала на информационном входе D. При этом на входы асинхронного RS-триггера с инверсными входами (DD1.3 и DD1.4) поступают пассивные уровни /S = /R = 1.

При подаче на вход синхронизации уровня С = 1 информация на прямом выходе будет повторять информацию, подаваемую на вход D.

Следовательно, при C=0 Qn+1=Qn, а при C=l Qn+1=Dn. Временные диаграммы, поясняющие работу D-триггера, приведены на рис. 2.43,б.

D-триггер возможно получить из синхронного RS-триггера, если ввести дополнительный инвертор DD1.1 между входами S и R (рис. 2.43,в). В таком триггере состояние неопределенности для входов S и R исключается, так как инвертор DD1.1 формирует на входе R сигнал /S. Временные диаграммы записи в D-триггер напряжений высокого и низкого входных уровней и их считывание приведены на рис. 2.43,г. Обязательным условием правильной работы D-триггера является наличие защитного временного интервала после прихода импульса на вход D перед тактовым импульсом (вход С). Этот интервал времени tn+1-tn зависит от справочных данных на D-триггер.

Комбинированные D-триггеры имеют дополнительные входы асинхронной установки логических 0 и 1 — входы S и R. Схема и условное обозначение одного такого триггера представлены на рис. 2.44. Триггер собран на шести элементах И-НЕ по схеме трех RS-триггеров. Входы /S и /R служат для первоначальной установки триггера в определенное состояние.


Рис. 2.44. Комбинированный D-триггер и его условное обозначение.

Если C=D=0, установить /S=0, а /R=1, то элементы DD1.1 … DD1.5 будут закрыты, а элемент DD1.6 будет открыт, т. е. Q=l, /Q=0. При снятии нулевого сигнала со входа /S, откроется элемент DD1.1, состояние остальных элементов не изменится. При подаче единичного сигнала на вход С на всех входах элемента DD1.3 будут действовать единичные сигналы и он откроется, а элемент DD1.6 закроется: /Q = 1. Теперь на всех входах элемента DD1.5 действуют единичные сигналы и он будет открыт: Q = 0. Следовательно, после переключения триггера сигнал на выходе Q стал равным сигналу на входе D до переключения: Qn+1=Dn=0. После снятия единичного сигнала со входа С состояние триггера не изменится.

D-триггер с динамическим входом C может работать как T-триггер. Для этого необходимо вход С соединить с инверсным выходом триггера /Q (рис. 2.45,а). Если на входе D поставить дополнительный двухвходовый элемент И и инверсный выход триггера /Q соединить с одним из входов элемента И, а на второй вход подать сигнал EI, то получим T-триггер с дополнительным разрешением по входу (рис. 2.45,б).


Рис. 2.45. Схемы преобразования D-триггера. а — преобразование D-триггера в T-триггер и его временная диаграмма работы;
б — преобразование D-триггера в в T-триггер с дополнительным входом расширения EI и его временная диаграмма работы;

Микросхема ТМ2 содержит два независимых комбинированных D-триггера, имеющих общую цепь питания. У каждого триггера имеется один информационный вход D, вход синхронизации С и два дополнительных входа /S и /R независимой асинхронной установки триггера в единичное и нулевое состояния, а также комплементарные выходы Q и /Q (рис. 2.46). Логическая структура одного D-триггера (рис. 2.46) содержит следующие элементы: основной асинхронный RS-триггер (ТЗ), вспомогательный синхронный RS-триггер (Т1) записи логической единицы (высокого уровня) в основной триггер, вспомогательный синхронный RS-триггер (Т2) записи логического нуля (низкого уровня) в основной триггер. Входы /S и /R — асинхронные, потому что они работают (сбрасывают состояние триггера) независимо от сигнала на тактовом входе, активный уровень для них низкий (т. е. инверсные входы /S и /R).


Рис. 2.46. Структура D-триггера микросхемы ТМ2

Асинхронная установка D-триггера в единичное или нулевое состояния осуществляется подачей взаимопротивоположных логических сигналов на входы /S и /R. В это время входы D и С не влияют.

Если на входы /S и /R одновременно подать сигнал низкого уровня (логический нуль), то на обоих выходах триггера Q и /Q будет высокий уровень (логическая единица). Однако после снятия этих сигналов со входов /S и /R состояние триггера будет неопределенным. Поэтому комбинация /S=/R=0 для этих входов является запрещенной.

Загрузить в триггер входные уровни В или Н (т. е. логические 1 или 0) можно, если на входы /S и /R подать напряжение высокого уровня: /S=/R=1. Сигнал от входа D передается на выходы триггера при поступлении положительного перепада импульса на вход С (изменение от низкого* к высокому). Однако, чтобы D-триггер переключался правильно (согласно таблице состояний, табл. 2.24), необходимо уровень на входе D зафиксировать заранее, т. е. до прихода перепада на вход С. Причем этот защитный временной интервал должен быть больше времени задержки распространения сигнала в триггере (определяется по справочнику).

Таблица 2.24. Состояния триггера ТМ2
Режим работы Входы Выходы
/S/RDCQ/Q
Асинхронная установка01XX 10
Асинхронный сброс10ХХ01
неопределенность00ХХ11
Загрузка «1» (установка)111_/10
Загрузка «0» (сброс)110_/01

Цоколевка микросхемы ТМ2 приведена на рис. 2.47, а основные параметры см. в табл. 2.20а.


Рис. 2.47. Условное обозначение и
цоколевка микросхемы ТМ2

Микросхемы ТM5 и ТМ7 содержат по четыре D-триггера, входы синхронизации которых попарно соединены и обозначены как входы разрешения загрузки EI. Если на такой вход разрешения EI подается напряжение высокого уровня, то информация, поступающая на входы D, передается на выходы триггеров. При напряжении низкого уровня на входе разрешения EI на выходах триггеров сохраняются предыдущие состояния (состояние входов D безразлично). В триггерах будет зафиксирована информация, имевшаяся на входах D, если состояние входа EI переключить от напряжения высокого уровня к низкому. Такие триггеры используются в качестве четырехразрядного регистра хранения информации с непарным тактированием разрядов, а также в качестве буферной памяти и элемента задержки. Каждый триггер микросхемы ТМ5 имеет только прямой выход Q, а каждый триггер микросхемы ТМ7 имеет прямые Q и инверсные /Q выходы. Функциональные схемы, цоколевка, схема одного D-триггера и временные диаграммы работы приведены на рис. 2.48, а, основные параметры триггеров даны в табл. 2.20, состояния триггеров даны в табл. 2.25.


Рис. 2.48. Функциональные схемы, цоколевки, структура D-триггера и временные диаграммы микросхем ТМ5, ТМ7.
Таблица 2.25. Состояния триггеров ТМ5, ТМ7
Режим работы Входы Выходы
EIDQn+1/Qn+1
Разрешение передачи данных на выход 1001
1110
Защелкивание данных 0ХQn=1/Qn=0

Микросхемы. TM8 и ТМ9 содержат четыре и шесть D-триггеров соответственно. Они имеют общие входы синхронного сброса /R (установки в состояние низкого уровня) и входа синхронизации C. Структура ТМ8 и ТМ и их цоколевка приведены на рис. 2.49.


Рис. 2.48. Функциональные схемы и цоколевки микросхем ТМ8 и ТМ9.

Триггеры микросхемы ТМ9 имеют только прямые входы Q, а триггеры ТМ8 — прямые и инверсные выходы Q и /Q. На входах C и /R поставлены дополнительные инверторы. Микросхемы К1533ТМ8, К1533ТМ9 имеют повышенную нагрузочную способность, т.е. на каждом из выходов поставлены дополнительные инверторы. Функционрированне триггеров в микросхемах ТМ8 и ТМ9 соответствует таблице состояний (табл. 2.26).

Таблица 2.26. Состояния триггеров ТМ8 и ТМ9
Режим работы Входы Выходы
/RDCQn+1/Qn+1
Сброс0XX01
Загрузка «1»11_/10
Загрузка «0»10_/01

Установка всех триггеров в состояние Q = 0 произойдет, когда на асинхронный вход /R подать напряжение низкого уровня — 0. Входы С и D в это время не действуют. Информацию от входов D можно загрузить в триггеры, если на вход /R подать напряжение высокого уровня — 1. Тогда при подаче на вход синхронизации С положительного перепада напряжения (фронта импульса) и предварительно поданного на вход D напряжения высокого или низкого уровня появится на выходе Q высокий или низкий уровень.


D-триггер. Принцип работы и обозначение на схемах.

Принцип работы и обозначение D-триггера

Возможно, вы уже познакомились с RS-триггером и JK-триггером на страницах сайта Go-radio.ru, но разговор о триггерах был бы неполным без упоминания D-триггера.

D-триггер (англ. Delay-задержка) имеет свойственные всем триггерам входы: «S» (установка), «R» (сброс), «C» – вход синхронизации и «D»-вход. Ещё D-триггер называют – триггер с динамическим управлением. Работа D-триггера аналогична работе JK-триггера с небольшими отличиями.

Особенностью триггера является то, что при подаче на вход D низкого уровня (логического 0) и по спаду импульса на входе С, триггер сбрасывается в нулевое состояние. Если на входе D высокий уровень (логическая 1), то по спаду импульса на входе С триггер устанавливается в единицу.

Что такое спад импульса? Объяснить это лучше наглядно, например, с помощью рисунка. Вот взгляните.

Напомним, что вход C является входом синхронизации или, по-другому, входом тактирования. Он нужен для того, чтобы упорядочить работу множества отдельных микросхем в одной общей схеме.

На принципиальных схемах D-триггер обозначается следующим образом.

Бывает, что изображение на схеме несколько отличается. Но, несмотря на это, на условном обозначении D-триггера всегда присутствует указание входа «D».

В cерии логических микросхем К561, выполненных по технологии КМОП, есть наборы D-триггеров. Например, микросхема К561ТМ2 содержит два D-триггера в одном корпусе. А в составе микросхемы К561ТМ3 уже четыре D-триггера. Для построения несложных счётчиков и делителей частоты эти микросхемы гораздо удобнее.

Вот так обозначается на схемах микросхема К561ТМ2 (К176ТМ2, К564ТМ2). Импортный аналог микросхемы К561ТМ2 – CD4013, HEF4013.

Как видим, в составе этой микросхемы два D-триггера. Для подключения питания к этой микросхеме используются вывод 14 (это плюс «+», VDD) и вывод 7 (это минус «-», GND).

Для того чтобы получить из D-триггера делитель частоты на два достаточно соединить инверсный выход со входом D. То есть соединяются выводы 2 и 5 (12 и 9), а импульсы подаются на вход С.

Главная &raquo Цифровая электроника &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Персональный сайт — Триггеры

Триггер — это запоминающее устройство, хранящее одно из двух состояний — либо 0 либо 1.

Содержание

Является синхронным триггером

Таким образом триггер сохраняет значение поданное на вход D.

Рис. 14. Условное обозначение D-триггера, его реализация и временные диаграммы его работы.

Рис. 15. Временные диаграммы.

При C=0 и R=S=1 возникает запрещенное состояние.

Предназначен для хранения информации на входе D при C=1

Рис. 16. Условное обозначение T-триггера.

Триггер при подаче сигнала синхронизации меняет значение на выходе на противоположное. Может иметь вход стробирования Е (при Е=0 триггер не изменяет значение на выходе ни при каких условиях).

 

Рис. 17. Схема T-триггера.

Если импульс синхронизации короткий (менее времени переключения триггера) то триггер работает в штатном режиме. При длительном импульсе синхронизации возможен автоколебательный режим.

Может быть реализован и на синхронном RS-триггере (рис. 5.3).

Рис. 18. Реализация T-триггера на базе RS-триггера.

Короткие импульсы синхронизации (менее времени срабатывания триггера) не совсем удобны для управления триггерами. Как вариант модернизации существуют двухступенчатые триггеры. Они реагируют на смену значения на входе синхронизации (фронт:0-1, либо спад:1-0).

В основе — RS триггер.

Рис. 19. Общий вид двухступенчатых триггеров.

Перезапись из первой во вторую ступень происходит при смене значения входа синхронизации.

Двухступенчатый синхронный RS-триггер

Рис. 20. Схема двухступенчатого синхронного RS-триггера.

Запись происходит по спаду (изменение с 1 до 0). Основа — два обычных RS-триггера. Запись в первый триггер происходит при С=1 (второй триггер в это время в режиме хранения). При смене значения С на С=0 происходит запись значений из первого триггера во второй. Таким образом запись происходит по спаду сигнала синхронизации С (это обозначается наклонной чертой на входе синхронизации в обозначении триггера на схеме — см. рис 6.3).

Рис. 21. Условное обозначение двухступенчатого синхронного RS-триггера.

Двухступенчатый D-триггер

Рис. 22. Схема и условное обозначение двухступенчатого D-триггера.

Логика работы та же что и у RS-триггера. С=1 — запись в первый триггер, С=0 — запись из первого во второй (запись по спаду).

Двухступенчатый JK-триггер

Рис. 23. Схема двухступенчатого JK-триггера.

Поведение аналогично предыдущим триггерам кроме состояния J=1 K=1. Рассмотрим это состояние. При J=1K=1 и C=1 возникает автоколебательный процесс: 0, 1, 0, 1 и т.д. JK-триггер должен переключаться в состояние, противоположное тому, в котором находится 2-й триггер, т.е. используются только внутренние обратные связи (ОС).

Для устранения этого недостатка можно модифицировать схему (рис. 24)

Рис. 24. Схема двухступенчатого JK-триггера (без автоколебательного процесса).

Особенность схемы — наличие глубокой обратной связи (а именно, связи выходов второй ступени со входами первой ступени). В результате в триггер первой ступени записываются только значения. противоположные значениям на выходе, поэтому нет колебательного процесса (и генерации случайных чисел заодно).

Двухступенчатые триггеры изменяют свои значения по спаду/фронту синхроимпульса, поэтому длительность импульсов не важна.

Приведенные выше (рис. 23 и 24) схемы являются базовыми, теперь следует рассмотреть конкретные реализации.

Рис. 25. Реализация двухступенчатого JK-триггера на базе элементов «И-НЕ».

На входы D1 и D2 идет обратная связь с выходов D7, D8. Запись происходит при условии, что на выходах D1 и D2 одновременно присутствуют «1» (запись во вторую ступень). Запись в первую ступень происходит при противоположных значениях на выходах D7, D8. Запись в первую ступень происходит либо при C=1, либо при J=K=0. Перезапись — при C=0 (на выходах D1 и D2 — единицы).

Еще эту схему можно получить на базе RS-триггеров (вывод схемы — на рис. 26)

Рис. 26. Реализация двухступенчатого JK-триггера на основе RS-триггера (вывод схемы).

Рис. 27. Пример универсального триггера.

При необходимости в схему можно ввести асинхронные входы установки в 0 и 1 — они устанавливают схему независимо от схемы управления. Триггер сч такими входами называется универсальным (т.е. он имеет и синхронные. и асинхронные входы установки). Асинхронные входы нужны для инициализации. Пример — рис 27, вход Reset переустановка всех компонентов схемы в начальное состояние. В режиме хранения требуется реагирование на синхронные входы (на их значения). При режиме записи — приоритет у асинхронных входов.

 

Универсальный JK-триггер

Рис. 28. Обозначение универсального JK-триггера.

Имеет как синхронные, так и асинхронные входы установки. Конъюнкции D1 и D2 могут быть и 3х-входовыми, и 6-тивходовыми, а могут иметь и большую размерность, следовательно, вместо одного сигнала J приходят несколько сигналов, объединенных конъюнкциями. Другими словами, на входе появляется «1», если на всех J — «1». Для входа K ситуация аналогичная.

 

Классическая схема ступенчатого D-триггера представлена на рисунке 29.

Рис. 29. Разработка ступенчатого D-триггера.

Состоит из трех асинхронных RS-триггеров (состоят из D1-D2, D3-D4, D5-D6 соответственно). Первую ступень образуют два триггера: (D1-D2) и (D3-D4), а вторая образуется, соответственно, на базе *D5-D6).

Первую ступень образуют два триггера: (D1-D2) и (D3-D4), а вторая образуется, соответственно, на базе *D5-D6).

T3 — с инверсными входами (рем хранение — оба значения равны «1»). Если C=0, то T2=T3=1, то есть при C=0T3=1, а при C=1 T3 определяется тем, что подается на вход D.

При C=0,D=0 в T1 записывается некоторое значение, а T2 находится в запрещенном состоянии (две «1»).

Если при C=1 T2=1 и T3=0, то произойдет переход в режим записи и произойдет запись «0» во вторую ступень.

Рассмотрим случай, когда C=0,D=1. Пусть D4=0, вход D4=0, тогда D1=1, можно наблюдать противоположную картину: T2 находится в режиме записи значения, а T1 — в запрещенном состоянии.

Рис. 8.2. Условное обозначение ступенчатого D-триггера.

При переключении C из «0» в «1» на D3 происходит то же изменение, что и на D2 — переход из 1 в 0. Тогда T3 находится в режиме записи логической единицы:

(0)Q→1 (1)¯Q→0

При C=1 значение на входе D поменяется: 1→0, выход D4 установится в значение логической «1», поэтому D1 станет равным 1 (его значение на выходе не меняется, на D2 — то же самое (только там — логический 0), поэтому значение на выходе D3 не меняется за счет D1 и D2).

При C=1 значение на входе D изменяется в порядке 1→0→1, значение D3 меняться не будет. Следовательно, при C=0 на выходе значение не будет меняться, при C=1 значение на выходе тоже не меняется. Таким образом, запись производится при переключении с 0 на 1 (по фронту).

  • Первый триггер — для фиксации того, что хотим записать «0»;
  • Второй триггер — для фиксации того, что хотим записать «1».

В итоге, при C:0→1 происходит запись, то есть переключение в другое состояние (или в запрещенное состояние).

Рис. 30. Условное обозначение ступенчатого D-триггера.

Рис. 31. Преобразование ступенчатого D-триггера в универсальный.

Рис. 32. Условное графическое обозначение универсального D-триггера.

 

Вопрос 7 – t триггер. Принцип построения и работы, таблица истинности, временная диаграмма.

T-триггер синхронный

T

Q(t)

Q(t+1)

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Условное графическое обозначение (УГО) синхронного T-триггера с динамическим входом синхронизации С на схемах.

Синхронный Т-триггер, при единице на входе Т, по каждому такту на входе С изменяет своё логическое состояние на противоположное, и не изменяет выходное состояние при нуле на входе T. Т-триггер может строиться на JK-триггере, на двухступенчатом (Master-Slave, MS) D-триггере и на двух одноступенчатых D-триггерах и инверторе. Как можно видеть в таблице истинности JK-триггера, он переходит в инверсное состояние каждый раз при одновременной подаче на входы J и K логической 1. Это свойство позволяет создать на базе JK-триггера Т-триггер, объединяя входы J и К. Наличие в двухступенчатом (Master-Slave, MS) D-триггере динамического входа С позволяет получить на его основе T-триггер. При этом инверсный выход Q соединяется со входом D, а на вход С подаются счётные импульсы. В результате триггер при каждом счётном импульсе запоминает значение  , то есть будет переключаться в противоположное состояние.

Т-триггер часто применяют для понижения частоты в 2 раза, при этом на Т вход подают единицу, а на С — сигнал с частотой, которая будет поделена на 2.

Вопрос 8 – jk триггер. Принцип работы, таблица истинности, временная диаграмма.

 

Q(t)

Q(t+1)

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

J K-триггер работает так же как RS-триггер, с одним лишь исключением: при подаче логической единицы на оба входа J и K состояние выхода триггера изменяется на противоположное. Вход J (от англ. Jump — прыжок) аналогичен входу S у RS-триггера. Вход K (от англ. Kill — убить) аналогичен входу R у RS-триггера. При подаче единицы на вход J и нуля на вход K выходное состояние триггера становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход K и нуля на вход J выходное состояние триггера становится равным логическому нулю. JK-триггер в отличие от RS-триггера не имеет запрещённых состояний на основных входах, однако это никак не помогает при нарушении правил разработки логических схем. На практике применяются только синхронные JK-триггеры, то есть состояния основных входов J и K учитываются только в момент тактирования, например по положительному фронту импульса на входе синхронизации. На базе JK-триггера возможно построить D-триггер или Т-триггер. Как можно видеть в таблице истинности JK-триггера, он переходит в инверсное состояние каждый раз при одновременной подаче на входы J и K логической 1. Это свойство позволяет создать на базе JK-триггера Т-триггер, объединив входы J и К.Алгоритм функционирования JK-триггера можно представить формулой

 

JK-триггер: принцип работы, диаграмма, синхронизация

Триггер представляет собой элементарный цифровой автомат. Он имеет два состояния устойчивости. Одному из них присваивается значение «1», а другому — «0».

По способу реализации логических связей различают следующие виды упомянутых устройств: JK-триггер, RS-триггер, T-триггер, D-триггер и т. д.

Предметом нашего сегодняшнего разговора являются автоматы типа JK. Они отличаются от RS-приборов тем, что при подаче на вход информации, запрещенной для RS-триггеров, инвертируют хранимые в них сведения.

Представляем вашему вниманию таблицу переходов, которая описывает работу JK-триггера. При минимизации каты Карно выводится характеристическое уравнение для рассматриваемого устройства: Q(t+1)=K’t Qt V Jt Q’t.

Из таблицы видно, что состояние прибора определяется не только значениями информации на входах J и K, но и состоянием на выходе Qt, которое ранее определяло JK-триггер. Это позволяет строить функциональные схемы таких устройств на двухступенчатых автоматах типа RS. JK-приборы бывают синхронными и асинхронными.

Для проектирования JK-триггера из двухступенчатого устройства RS синхронного типа требуется соединить обратные связи выходов двухступенчатого автомата RS со входами логических элементов его первой ступени.

Принцип работы JK-триггера: если на информационных (J и K) входах устройства подан уровень нуля, то на выходе элементов И-НЕ (1 и 2) устанавливается уровень единицы, и JK-триггер сохранит свое состояние. Например, Q будет равен логическому нулю, Q’ — логической единице. В таком случае при подаче сигналов J и C, равных логической единице, на входе элемента И-НЕ1 устанавливается логический нуль и, соответственно, уровень логической единицы на входе первого T-триггера. При снятии синхронизирующего сигнала (С равен нулю) состояние упомянутого устройства Т-типа уровнем логического нуля с выхода И=НЕ3 передастся на вход второго T-триггера. В результате JK-триггер переключится в состояние логической единицы (в таком случае Q равен единице, а Q’ равен нулю). Теперь, если на входе триггера (К и С) подается сигнал, равный логической единице, то на выходе элемента И-НЕ2 логический нуль установит первый Т-триггер в состояние нуля. После снятия синхронизирующего сигнала с выхода элемента И-НЕ4 логический нуль передастся на вход второго автомата типа Т, и JK-триггер переключается в состояние логического нуля.

При проектировании сложных логических схем необходимы приборы разных типов. Поэтому выгоднее изготовить универсальный тип устройства, которое можно использовать в различных режимах работы и модификациях. В интегральной схемотехнике наибольшее распространение получили синхронные D- и JK-триггеры. В электронно-вычислительных машинах широко используют цифровые автоматы JK типа с групповыми J, K и дополнительными установочными R, S-входами. Каждая группа объединена конъюнкцией, что позволяет расширить логические возможности и JK-триггера.

Автоматические устройства такого типа удобно использовать при конструировании счетчиков (узел ЭВМ, который осуществляет счет и хранение кода числа подсчитанных сигналов). Например, на фото показан счетчик на JK-триггерах. Структурная организация двоичных счетчиков с параллельным переносом значительно упрощается, если их строить на приборах типа JK со встроенными логическими элементами И.

Также такие триггеры нашли применение при конструировании сдвигающих регистров.

Регистры сдвига – это узлы, выполняющие смещение двоичной информации вправо и влево по регистру в зависимости от управляющих сигналов.

Триггеры Асинхронный RS-триггер T- триггеры Синхронный RS…

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про триггер, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое триггер, асинхронный rs-триггер, t-триггеры, синхронный rs триггер, d-триггер, jk-триггер , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база.

триггер ы

Основные понятия
Триггер — электронное устройство, которое может сохранять одно из двух возможных состояний.

Входы триггера подразделяются на:

установочные — для установки начального состояния триггера;

информационные — для ввода информации;

исполнительные — для задания момента срабатывания триггера.

Триггеры запускаются по фронту или по срезу

Обозначения воздействия исполнительного импульса

асинхронный rs-триггер

S — set – установка в «1» Обозначение
R – reset – сброс в «0»
RS – триггер асинхронный, т.е. переход из одного состояния в другое не связано с тактовыми сигналами.

Таблица истинности RS-триггера

Временные диаграммы асинхронного RS-триггера

синхронный rs триггер

Обозначение

Предварительно на Q=«1», изменение на «0» возможно, когда наR и C «1», если надо на Q=1, то S=1 и C=1 и т.д.

Временные диаграммы

 

d-триггер

D-триггер – (триггер задержки данных delay ) — синхронный триггер, выходное состояние которого совпадает с сигналом на его информационном входе (D-входе), которое тот имел на предыдущем такте импульсов синхронизации
Условное обозначение и Таблица истинности срабатывания триггера по фронту

Временные диаграммы

D-триггер задерживает на 1 такт информацию, существующую на входе D.
На D – триггерах могут быть построены регистры, чтобы заполнить 8-ми разрядное слово надо 8 D-триггеров.
Информация в D-триггерах хранится до тех пор, пока не придет разрешение на смену информации и тогда запишется другое число

 

T- триггеры

Счетный триггер (Т-триггер) изменяет свое состояние всякий раз при наличии активного уровня сигнала на его единственном информационном входе Т.

Обозначение

Т-триггер – делитель частоты на 2.

Временные диаграммы

Таблица истинности

 

jk-триггер (универсальный)

Обозначение Таблица истинности

Временные диаграммы

Если соединить J и k, то получаем Т-триггер . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Т-триггер, при С=1

D-триггер на JK-триггере

Статью про триггер я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развии теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое триггер, асинхронный rs-триггер, t-триггеры, синхронный rs триггер, d-триггер, jk-триггер и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

Из статьи мы узнали кратко, но емко про триггер

Что такое триггер Шмитта, как он работает и области применения

Что такое триггер Шмитта?

Триггер Шмитта представляет собой схему компаратора (не исключительно), которая использует положительную обратную связь (небольшие изменения на входе приводят к большим изменениям на выходе в той же фазе) для реализации гистерезиса (причудливое слово для задержанного действия) и используется для удаления шума из аналогового сигнала при преобразовании его в цифровой.

ИНВЕРТИРУЮЩИЕ И НЕИНВЕРТИРУЮЩИЕ ТРИГГЕРЫ ШМИТТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ LM193 (РОДИНАМ LM393)

 

Он был изобретен еще в 1937 году Отто Х.Шмитт (чье наследие несколько занижено), который назвал это «термоэлектронным триггером».

 

Почему триггеры Шмитта?

Компараторы по своей природе очень быстродействующие, так как в них отсутствует компенсирующий конденсатор, присутствующий в их собратьях на операционных усилителях. Компараторы не ограничены скоростью нарастания выходного сигнала, а время перехода составляет порядка наносекунд. Компараторы также имеют особенно чувствительные входы из-за их очень высокого коэффициента усиления — даже крошечные изменения на входе могут вызвать мгновенное изменение состояния на выходе.

Эта проблема усугубляется, когда дифференциальные входные сигналы достигают мертвой зоны, то есть минимального входного дифференциального напряжения, необходимого для поддержания стабильного выходного сигнала. В пределах этого узкого диапазона компаратор понятия не имеет, что делать со своим выходным сигналом, что приводит к тому, что называется моторной лодкой, когда выходной сигнал колеблется. Эта проблема также возникает с сигналами, которые имеют медленное время перехода — входной сигнал проводит достаточно времени в мертвой зоне (со ссылкой на опорное напряжение, конечно), чтобы создать несколько выходных переходов, как показано на рисунке ниже.

НЕСКОЛЬКО ВЫХОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ БЕЗ ГИСТЕРЕЗИСА (СИНИЙ ВХОД, ЖЕЛТЫЙ ВЫХОД)

 

Если вы внимательно заметите, входной сигнал меняется в зависимости от выходного колебания, и на шине питания много шума (как видно на выходе через подтягивающий резистор), что является результатом плохой развязки!

Если бы к выходу была подключена какая-либо логика (что в большинстве случаев верно), она обнаружит множественные переходы и вызовет хаос — триггеры будут переключаться несколько раз, что может привести к сбросу чего-то важного.

Это то, что можно исправить с помощью гистерезиса – в данном случае с добавлением одного резистора между инвертирующей клеммой (которая в данном случае является опорной) и выходом. Разница отмечена, опять же из рисунка.

ЧИСТЫЙ ПЕРЕХОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИСТЕРИЗИСА

 

Опять же, обратите внимание на нестабильное опорное напряжение.

 

Как работает триггер Шмитта?

Триггер Шмитта использует положительную обратную связь — он берет выборку выходного сигнала и подает ее обратно на вход, чтобы, так сказать, «усилить» выходной сигнал — что является полной противоположностью отрицательной обратной связи. , который пытается аннулировать любые изменения в выводе.

Это полезное усиливающее свойство — оно заставляет компаратор решать, какое состояние вывода он хочет, и заставляет его оставаться в этом состоянии, даже в пределах того, что обычно является мертвой зоной.

Рассмотрим эту простую схему:

ИНВЕРТИРУЮЩИЙ КОМПАРАТОР С ГИСТЕРЕЗИСОМ

 

Предположим, что входное напряжение ниже, чем опорное напряжение на неинвертирующем выводе, поэтому выходное напряжение высокое.

В* — это опорное входное напряжение, которое создает фиксированное смещение на неинвертирующем входе.Поскольку выходной сигнал через подтягивающий резистор имеет высокий уровень, это создает путь тока через резистор обратной связи, немного увеличивая опорное напряжение.

Когда входное напряжение превышает опорное напряжение, выходное напряжение становится низким. Обычно это не должно каким-либо образом влиять на опорное напряжение, но поскольку имеется резистор обратной связи, опорное напряжение падает немного ниже номинального значения, поскольку обратная связь и нижний опорный резистор теперь параллельны относительно земли (поскольку низкий выходной замыкает этот вывод резистора на землю).Поскольку опорное напряжение снижено, маловероятно, что небольшое изменение входного сигнала вызовет множественные переходы — другими словами, больше не будет мертвой зоны.

Чтобы выходной сигнал стал высоким, теперь вход должен пересечь новый нижний порог. После пересечения выход становится высоким, и схема «сбрасывается» до исходной конфигурации. Вход должен пересечь порог только один раз, что приведет к одному чистому переходу. Схема теперь имеет два эффективных порога или состояния — она бистабильна.

Это можно обобщить в виде графика:

КРИВАЯ ГИСТЕРЕЗИСА

 

Это можно понимать в обычном смысле – ось x является входом, а ось y – выходом. Проследив линию от x до y, мы обнаружим, что после пересечения нижнего порога гистерезис становится высоким, и наоборот.

Работа неинвертирующего компаратора аналогична — выход снова изменяет конфигурацию цепи резисторов, чтобы изменить порог для предотвращения нежелательных колебаний или шума.

 

Применение триггеров Шмитта Триггеры Шмитта

широко используются в качестве логических входов. Опять же, нехорошо иметь один логический порог, в случае шумных или медленных сигналов может возникнуть несколько выходных переходов. Читая техническое описание любой логической микросхемы, вы обнаружите, что указаны два порога — один для нарастающего фронта и один для спадающего фронта — это свидетельствует о входном воздействии Шмитта.

Иногда логические элементы изображаются с небольшим символом «молния» внутри них, это стилизованная кривая гистерезиса, указывающая на то, что устройство имеет входы триггера Шмитта.

 

1. Простые осцилляторы

Наличие двух порогов дает триггерам Шмитта 555-подобную способность действовать как предсказуемые осцилляторы.

ПРОСТОЙ ТРИГГЕРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ШМИТТА

 

Предположим, что изначально конденсатор не заряжен.

Вентилятор определяет это как низкий уровень на входе и устанавливает высокий уровень на выходе, поскольку это инвертирующий вентиль. Конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Как только достигается верхний порог, затвор переключается на низкий уровень, разряжая конденсатор до низкого порога, обеспечивая предсказуемую выходную частоту.

Выражение для частоты можно получить с помощью небольшого математического жонглирования:

Где R и C — сопротивление и емкость, V T + — верхний порог, V T — нижний порог и V DD — напряжение питания. Обратите внимание на символ «приблизительно равно».

 

2. Устранение дребезга переключателей

Механические переключатели в качестве логических входов — не лучшая идея. Контакты переключателя имеют тенденцию быть несколько пружинистыми, вызывая много нежелательного дрожания, что опять же может вызвать множественные переходы и сбои в дальнейшей линии.

Использование триггера Шмитта с простой RC-цепью может помочь смягчить эти проблемы.

SCHMITT TRIGGER SWITCH DEBOUNCER

 

Когда переключатель нажат, он разряжает конденсатор и на мгновение вызывает высокий уровень на выходе, пока конденсатор снова не зарядится, создавая чистый импульс на выходе.

 

Где я могу найти триггеры Шмитта?

Триггеры Шмитта

более известны как буферы или инверторы в мире логики, но будьте осторожны, не все логические элементы являются триггерами Шмитта.Как и вся логика, они доступны в форме DIP или SMD с несколькими вентилями в одном корпусе. Хорошим примером является 74HC04, шестигранный инвертор с триггерными входами Шмитта.

Конечно, другие логические элементы, такие как счетверенный элемент И 4081, также имеют входы Шмитта.

 

Заключение Триггеры Шмитта

полезны при наличии шумных сигналов — они очищают шум и предотвращают нежелательные множественные переходы и колебания.

Что такое триггер Шмитта | Как это работает

В этом уроке мы узнаем, что такое триггер Шмитта и как он работает.Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменную статью ниже.

Триггер Шмитта представляет собой тип логического входа, который обеспечивает гистерезис или два разных уровня порогового напряжения для нарастающего и спадающего фронта. Это полезно, потому что позволяет избежать ошибок, когда у нас есть шумные входные сигналы, из которых мы хотим получить прямоугольные сигналы.

Так, например, если у нас есть такой зашумленный входной сигнал, который должен иметь 2 импульса, устройство, имеющее только одну уставку или пороговое значение, может получить неверный ввод и может зарегистрировать более двух импульсов, как показано на эта иллюстрация.И если мы используем триггер Шмитта для одного и того же входного сигнала, мы получим правильный ввод двух импульсов из-за двух разных порогов. Такова основная функция триггера Шмитта — преобразовывать зашумленные прямоугольные сигналы, синусоидальные волны или входные сигналы с медленными фронтами в чистые прямоугольные сигналы.

Существует много логических ИС со встроенными триггерами Шмитта на своих входах, но также он может быть построен с использованием транзисторов или проще с использованием операционного усилителя или компаратора, просто добавив к нему несколько резисторов и положительную обратную связь.

Здесь у нас есть операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к земле или нулевому напряжению, а неинвертирующий вход подключен к входу напряжения, V IN . Так что на самом деле это компаратор, который сравнивает неинвертирующий вход с инвертирующим входом или, в данном случае, входное напряжение V IN с 0 В. Таким образом, когда значение V IN ниже 0 вольт, выход компаратора будет быть отрицательным V CC , и если входное напряжение выше 0 вольт, выход будет положительным V CC .

Теперь, если мы добавим положительную обратную связь, подключив выходное напряжение к неинвертирующему входу с резистором между ними и еще один резистор между V IN и неинвертирующим входом, мы получим триггер Шмитта. Теперь выход переключится с V CC – на V CC +, когда напряжение в узле A превысит 0 вольт.

Это означает, что теперь, регулируя значения резисторов, мы можем установить, при каком значении входа V IN произойдет переключение, используя следующие уравнения.Мы получаем эти уравнения со следующими соотношениями. Ток i по этой линии равен V IN – V A , деленное на R 1 , а также V A – V OUT , деленное на R 2 . Итак, если мы заменим V A на ноль, так как нам нужно это значение для переключения, мы получим это окончательное уравнение. Например, если на выходе -12 вольт, а на входе V IN отрицательное значение, то переключение с -12 В на +12 В будет происходить при напряжении 6 вольт в соответствии с уравнением и значениями резисторов, и наоборот, когда на входе V IN высокий уровень и при его снижении переключение с +12 В на – 12 В произойдет при -6 вольт.

Чтобы получить два разных несимметричных порога, мы можем использовать эту схему инвертирующего триггера Шмитта с одним питанием. Здесь напряжение V REF совпадает с напряжением V CC операционного усилителя. Теперь, поскольку вход V IN подключен к инвертирующему входу ОУ, когда его значения достигнут верхнего порога, выход отключится до 0 вольт, а затем, когда его значения упадут до нижнего порога, выход переключится на 5 вольт.

Вот пример того, как мы можем рассчитать пороги. V REF и V CC будут на 5 вольт, а три резистора будут одинаковыми на 10 кОм. Итак, что нам нужно рассчитать сейчас, так это напряжение в узле А. В первом случае, когда на выходе 0 В, наша схема будет выглядеть так: простой делитель напряжения и значение V A будет равно 1,66 В. Это означает, что вход V IN должен быть ниже этого значения. чтобы выход включался на 5 вольт.Теперь при этих 5 вольтах на выходе схема будет выглядеть так. Значение V A будет 3,33 В. Это означает, что вход V IN должен подняться выше этого значения, чтобы выход отключился до 0 вольт.

Мы также можем построить триггер Шмитта, используя транзисторы. Вы можете узнать, как работает транзисторный триггер Шмитта, в моем следующем уроке. Нажмите здесь, чтобы посетить его.

Связанное руководство: 555 Timer IC – Принцип работы, блок-схема, принципиальная схема Триггер Шмитта

: что это такое и как он работает? (схемы включены)

Что такое триггер Шмитта?

A Триггер Шмитта представляет собой компараторную схему с гистерезисом, реализованную путем применения положительной обратной связи к неинвертирующему входу компаратора или дифференциального усилителя.Триггер Шмитта использует два входа с разным уровнем порогового напряжения, чтобы избежать шума во входном сигнале. Действие этого двойного порога известно как гистерезис.

Триггер Шмитта был изобретен американским ученым Отто Х. Шмиттом в 1934 году.

Нормальный компаратор содержит только один пороговый сигнал. И он сравнивает пороговый сигнал с входным сигналом. Но если входной сигнал имеет шум, это может повлиять на выходной сигнал.

Эффект шума на выходе

На приведенном выше рисунке из-за шума в точках A и B входной сигнал (V1) пересекает уровень опорного сигнала (V2).В этот период V1 меньше, чем V2, и выход низкий.

Следовательно, на выход компаратора влияет шум во входном сигнале. И компаратор не защищен от шума.

«Триггер» в названии «Триггер Шмитта» происходит от того факта, что выход сохраняет свое значение до тех пор, пока вход не изменится достаточно, чтобы «запустить» изменение.

Как работает триггер Шмитта?

Триггер Шмитта дает правильные результаты, даже если входной сигнал зашумлен.Он использует два пороговых напряжения; одно — верхнее пороговое напряжение (ВУТ), а второе — нижнее пороговое напряжение (ВЛТ).

Выход триггера Шмитта остается низким до тех пор, пока входной сигнал не пересечет ВУТ. Как только входной сигнал пересекает этот предел VUT, выходной сигнал триггера Шмитта остается высоким до тех пор, пока входной сигнал не станет ниже уровня VLT.

Давайте разберемся с работой триггера Шмитта на примере. Здесь мы предполагаем, что начальный вход равен нулю.

Шумовой эффект с триггером Шмитта

Здесь мы предположили, что начальный входной сигнал равен нулю, и он постепенно увеличивается, как показано на рисунке выше.

Выходной сигнал триггера Шмитта остается низким до точки А. В точке А входной сигнал пересекает уровень верхнего порога (ВУТ) и формирует высокий выходной сигнал.

Выходной сигнал остается высоким до точки B. В точке B входной сигнал пересекает нижний порог. И это делает выходной сигнал низким.

И снова, в точке C, когда входной сигнал пересекает верхний порог, выход высокий.

В этом состоянии мы видим, что входной сигнал зашумлен.Но шум не влияет на выходной сигнал.

Схема триггера Шмитта

Схема триггера Шмитта использует положительную обратную связь. Поэтому эта схема также известна как схема регенеративного компаратора. Схема триггера Шмитта может быть разработана с помощью операционного усилителя и транзистора. И это классифицируется как;

  • Триггер Шмитта на основе операционного усилителя
  • Триггер Шмитта на основе транзистора

Триггер Шмитта на основе операционного усилителя

Схема триггера Шмитта может быть разработана с использованием операционного усилителя двумя способами.Если входной сигнал подключен к точке инвертирования операционного усилителя, это называется инвертирующим триггером Шмитта. И если входной сигнал подключен к неинвертирующей точке операционного усилителя, он называется неинвертирующим триггером Шмитта.

Инвертирующий триггер Шмитта

В этом типе триггера Шмитта вход подается на инвертирующий вывод операционного усилителя. И положительная обратная связь от выхода к входу. Принципиальная схема инвертирующего триггера Шмитта показана на рисунке ниже.

Инвертирующий триггер Шмитта

Теперь давайте разберемся, как работает эта схема. В точке A напряжение равно V, а приложенное напряжение (входное напряжение) равно Vin.

Если приложенное напряжение Vin больше, чем V, выход схемы будет низким. И если приложенное напряжение Vin меньше V, выход схемы будет высоким.

Сейчас расчет уравнения V.

Применение текущего закона Кирххова (KCL),

Теперь давайте предположим, что вывод триггера Schmitt высока.В этом состоянии

   

Итак, из приведенного выше уравнения;

   

Когда входной сигнал больше, чем V 1 , выходной сигнал триггера Шмитта станет низким. Следовательно, V 1 является верхним пороговым напряжением (V UT ).

   

Выход будет оставаться низким до тех пор, пока входной сигнал не станет меньше V. когда выход триггера Шмитта низкий, в этом состоянии

   

   

чем V 2 .Следовательно, V 2 известно как более низкое пороговое напряжение (V LT ).

   

Неинвертирующий триггер Шмитта

В неинвертирующем триггере Шмитта входной сигнал подается на неинвертирующий вывод операционного усилителя. Положительная обратная связь применяется от выхода к входу. Инвертирующая клемма операционного усилителя подключена к клемме заземления. Принципиальная схема неинвертирующего триггера Шмитта показана на рисунке ниже.

Неинвертирующий триггер Шмитта

В этой схеме выход триггера Шмитта будет высоким, когда напряжение V больше нуля.И выход будет низким, когда напряжение V меньше нуля.

   

   

Теперь найдем уравнение напряжения V. Для этого применим KCL в этом узле.

   

   

   

   

Теперь предположим, что выход операционного усилителя низкий. Следовательно, выходное напряжение триггера Шмитта равно V L . А напряжение V равно V 1 .

В этом состоянии

   

Из приведенного выше уравнения

   

Когда напряжение V 1 больше нуля, на выходе будет высокий уровень.В этом состоянии

   

   

Когда приведенное выше условие выполнено, на выходе будет высокий уровень. следовательно, это уравнение дает значение верхнего порогового напряжения (V UT ).

   

Теперь предположим, что на выходе триггера Шмитта высокий уровень. А напряжение V равно V 2 .

   

Из уравнения напряжения V,

   

Выход триггера Шмитта станет низким, когда напряжение V 2 меньше нуля.В этом состоянии

   

   

Приведенное выше уравнение дает значение нижнего порогового напряжения (V LT ).

   

Триггер Шмитта на основе транзистора

Схема триггера Шмитта может быть реализована с помощью двух транзисторов. Принципиальная схема триггера Шмитта на основе транзистора приведена на схеме ниже.

Триггер Шмитта на основе транзистора

В in = входное напряжение
В ref = опорное напряжение = 5 В

Предположим, что при запуске входное напряжение Vin равно нулю.Входное напряжение подается на базу транзистора T 1 . Следовательно, в этом состоянии транзистор T 1 работает в области отсечки и остается непроводящим.

В a и В b являются напряжением узла. Опорное напряжение дается 5В. Таким образом, мы можем вычислить значение V a и V b по правилу делителя напряжения.

Напряжение В b подается на базу транзистора T 2 . А это 1,98В.Следовательно, транзистор Т 2 является проводящим. И из-за этого выход триггера Шмитта низкий. Падение на эмиттере составляет около 0,7 В. Итак, напряжение на базе транзистора равно 1,28В.

Эмиттер транзистора Т 2 соединен с эмиттером транзистора Т 1 . Следовательно, оба транзистора работают на одном уровне при напряжении 1,28 В.

Означает, что транзистор Т 1 сработает при входном напряжении на 0,7В выше 1,28В или больше 1.98В (1,28В + 0,7В).

Теперь увеличим входное напряжение более 1,98В, и транзистор T 1 начнет проводить. Это вызывает падение напряжения на базе транзистора T 2 и отключает транзистор T 2 . И за счет этого выход триггера Шмитта высокий.

Входное напряжение начинает уменьшаться. Транзистор T 1 отключится, когда входное напряжение будет на 0,7В меньше 1,98В и равно 1,28В. В этом состоянии транзистор Т 2 получает достаточное напряжение от опорного напряжения, и он включится.Это делает выходной сигнал триггера Шмитта низким.

Следовательно, в этом состоянии у нас есть два порога, нижний порог при 1,28 В и верхний порог при 1,98 В.

Генератор триггера Шмитта

Триггер Шмитта можно использовать в качестве генератора путем подключения одной интегральной схемы RC. Принципиальная схема триггерного генератора Шмитта показана на рисунке ниже.

Генератор триггера Шмитта

Выходной сигнал схемы представляет собой непрерывный прямоугольный сигнал.А частота сигнала зависит от значения R, C и пороговой точки триггера Шмитта.

   

Где k — константа, которая находится в диапазоне от 0,2 до 1.

КМОП-триггер Шмитта

Простая схема инвертора сигналов дает выходной сигнал, противоположный входному сигналу. Например, если входной сигнал высокий, выходной сигнал будет низким для простой схемы инвертора. Но если входной сигнал имеет всплески (шум), выходной сигнал будет реагировать на изменение всплеска.Чего мы не хотим. Поэтому используется триггер Шмитта CMOS.

Осциллограмма простой схемы инвертора сигналов

В первой осциллограмме входной сигнал не содержит шума. Итак, выход идеальный. Но на втором рисунке входной сигнал имеет некоторый шум. Выход также реагирует на этот шум. Чтобы этого избежать, используется КМОП-триггер Шмитта.

На приведенной ниже схеме показана конструкция КМОП-триггера Шмитта. КМОП-триггер Шмитта состоит из 6 транзисторов, включая транзисторы PMOS и NMOS.

КМОП-триггер Шмитта

Во-первых, нам нужно знать, что такое PMOS и NMOS-транзистор? Символ транзисторов PMOS и NMOS показан на рисунке ниже.

Транзисторы PMOS и NMOS

Транзистор NMOS проводит ток, когда VG больше, чем VS или VD. И транзистор PMOS проводит, когда VG меньше, чем VS или VD. В КМОП-триггере Шмитта один транзистор PMOS и один транзистор NMOS добавлены в простую схему инвертора.

В первом случае входное напряжение высокое. В этом состоянии транзистор P N включен, а транзистор N N выключен.И это создает путь к земле для узла-А. Следовательно, выход триггера Шмитта CMOS будет равен нулю.

Во втором случае входное напряжение высокое. В этом состоянии транзистор N N включен, а транзистор P N выключен. Это создаст путь к напряжению V DD (High) для узла-B. Следовательно, выход триггера Шмитта CMOS будет высоким.

Применение триггера Шмитта

Применение триггера Шмитта описано ниже.

  • Триггер Шмитта используется для преобразования синусоиды и треугольной волны в прямоугольную.
  • Наиболее важное применение триггеров Шмитта для устранения шумов в цифровой схеме.
  • Также используется как генератор функций.
  • Используется для реализации генератора.
  • Триггеры Шмитта с RC-цепочкой используются для устранения дребезга переключателей.

Триггер Шмитта: схемы, работа и применение

Триггер Шмитта

, первоначально известный как термоэлектронный триггер, существует уже несколько десятилетий.До сих пор он способствовал революционным технологическим достижениям, таким как отслеживание переключения между двумя состояниями напряжения. Это компаратор или дифференциальный усилитель с дополнительным гистерезисом для обеспечения помехоустойчивости. Но даже без гистерезиса он может действовать исключительно как компаратор, формирующий чистые цифровые импульсы.

Сегодня мы разработаем схему триггера Шмитта, а затем объясним, как она работает. Кроме того, мы выделим несколько областей, в которых можно применить схему триггера Шмитта.

1.Что такое триггер Шмитта?

Вкратце, это регенеративный компаратор. Он использует положительную обратную связь для реализации напряжения гистерезиса или изменения синусоидального входа на прямоугольный выходной сигнал. Часто выходное напряжение триггера Шмитта действует как опорное напряжение входных сигналов. Он предназначен для преобразования шума из формы аналогового входного сигнала в цифровой сигнал.

Триггер Шмитта

также может быть бистабильной схемой. Бистабильная схема имеет устойчивые колебания высокого и низкого выходного напряжения, как только вход достигает желаемого порогового уровня.

2. Типы триггера Шмитта

Несомненно, существует несколько логических интегральных схем с триггерами Шмитта в качестве одного из компонентов. Однако в нашем случае нас будет интересовать самодельный триггер Шмитта, который у нас будет.

Типы включают;

  • Триггер Шмитта на основе операционного усилителя и
  • Триггер Шмитта на основе транзистора.

Дальнейшее объяснение приведенных выше типов находится в рамках общей схемы триггеров Шмитта.

3.Как работает триггер Шмитта?

Триггер Шмитта использует концепцию положительной обратной связи для достижения своей работы. Другими словами, он возьмет выходной образец, а затем отправит его обратно в источник ввода. Таким образом, на выходе будет усиление.

(объяснение положительного отзыва).

Армирование помогает настроить выход компаратора на свое состояние по желанию. Кроме того, он обеспечивает постоянство состояния на заданном уровне.

4. Общие схемы триггеров Шмитта

Триггер Шмитта на транзисторах

Мы будем использовать два транзистора (основные компоненты) и другие основные внешние компоненты для этой схемы триггера Шмитта, чтобы настроить блок-схему.

Работа цепи

Прежде всего, T1 не будет работать, когда VIN (входное напряжение) равно 0 В. С другой стороны, Vref (опорное напряжение) имеет 1,98 В, что позволяет T2 работать.

Далее, когда мы перейдем к узлу B, мы можем рассматривать схему как делитель напряжения, а затем использовать приведенные ниже формулы для расчета напряжения со значениями компонентов;

VIN = 0 В, Vref = 5 В

Va = (Ra + Rb/Ra + Rb + R1) x Vref

Vb = (Rb/Rb + R1 + Ra) x Vref

Как мы уже отмечали, проводящее напряжение 1,98 Т2 низкое. Кроме того, базовое напряжение на выводе транзистора составляет 1,28 В, что выше, чем напряжение на выводе эмиттера транзистора при 0.7В.

Таким образом, увеличение входного напряжения схемы может пересечь значение T1 и сделать ее проводящей. Впоследствии это приведет к падению базового напряжения T2. Более короткий период проводимости транзистора T2 увеличивает выходное напряжение.

Триггер Шмитта на транзисторах

Далее цепь входного напряжения на базовом напряжении Т1 терминала начнет отказываться. При этом напряжение на базовой клемме превысит 0,7 В от эмиттерной клеммы транзистора, что приведет к деактивации транзистора.

Вся процедура зависит от тока эмиттера, отказывающегося до точки, где транзистор находит режим прямой активности. Позже возрастут как базовое напряжение на выводе T2, так и напряжение коллектора.

Однако иногда через T2 будет протекать небольшой ток, который может отключить T1 и понизить напряжение на эмиттере. При таких обстоятельствах вы снизите входное напряжение схемы примерно до 1,3 В, чтобы деактивировать T1.

Наконец, у вас будет два пороговых напряжения на уровне 1.3В и 1,9В.

Схемы запуска Шмитта на основе операционных усилителей

Триггерные схемы Шмитта на основе операционных усилителей состоят из двух основных частей; неинвертирующий вход и инвертирующий триггеры Шмитта.

Инвертирующий триггер Шмитта

Для инвертирующего входа триггера Шмитта вы примените инвертирующий вывод операционного усилителя (ОУ). Кроме того, выходной сигнал, генерируемый инвертирующим режимом, имеет противоположную полярность, и вам необходимо применить его к неинвертирующему терминалу, чтобы получить положительную обратную связь.

Схема инвертирующего триггера Шмитта

Объяснение и формула схемы инвертирующего триггера Шмитта выше;

VREF меньше VIN приводит к выходу компаратора -VSAT. Наоборот, если -VREF немного больше, чем VIN (более отрицательное), на выходе будет VSAT. Следовательно, Vo (выходное напряжение компаратора) будет либо -VSAT, либо VSAT. Но вам придется контролировать входные напряжения схемы с помощью R2 или R1, чтобы регулировать изменения состояния схемы.

Значения -VREF и формулы VREF;

  1. V ref = (v o * R 2 * R 2 ) / (R 1 + R 2 )

2. V O = V SAT , следовательно,

3. V REF  = (V SAT  * R 2 ) / (R 1  + R 2

4. -V REF  = (V O  * R 2 ) / (R 1  + R 2

5.V O  = -V SAT  следовательно,

6. -V REF  = (-V SAT  * R 2 ) / (R 1  + R 2

Иногда VREF называют верхним пороговым напряжением (VUT), а -VREF — нижним пороговым напряжением (VLT).

Цепь неинвертирующего триггера Шмитта

Во втором режиме триггерной схемы Шмитта на основе операционного усилителя вы прикладываете входное напряжение схемы к неинвертирующему входу операционного усилителя.После этого эмиттерный резистор R1 позволит выходному напряжению вернуться на неинвертирующую клеммную цепь.

Схема неинвертирующих триггеров Шмитта

Допустим, выходное напряжение вначале было равно VSAT. Выходное напряжение будет на том же уровне насыщения, пока VLT выше, чем VIN. Если позже входное напряжение схемы превысит нижний пороговый уровень напряжения, то состояние выхода изменится на -VSAT. Вы также можете последовательно изменять напряжение смещения, чтобы получить желаемые значения опорного напряжения.

Наконец, выход будет постоянным в состоянии -VSAT до тех пор, пока входное напряжение схемы не поднимется выше верхнего порогового напряжения.

5. Применение триггеров Шмитта

Вы найдете схему триггеров Шмитта в нескольких приложениях, таких как;

  • Во-первых, в цепи устранения дребезга переключателя.
  • Затем можно использовать триггеры Шмитта для реализации генератора релаксации, особенно в схемах с обратной связью -ve.
  • Также их можно использовать в функциональных генераторах и источниках питания.
  • Кроме того, схема триггера изменяет синусоидальную волну на прямоугольную.
  • Наконец, вы можете включить их в цифровые схемы в качестве преобразователя сигнала, чтобы помочь в удалении сигнальных цепей.

Суммировать

Подводя итог, сегодняшняя статья дает подробное представление о триггерах Шмитта, их работе, базовой структуре схемы, а также некоторых приложениях.

Даже при высокой эффективности триггера лучше иметь некоторые превентивные меры, такие как.Ввод операционного усилителя в рельсы. Энергопотребление будет больше, а значит, вам понадобится мощный источник. Несмотря на ограничение, вы избавитесь от шумных сигналов и уменьшите количество множественных выходных переходов.

Возникли проблемы с настройкой схемы или проект застрял? Свяжитесь с нами, чтобы получить более подробную информацию.

Как именно работают триггерные осцилляторы Шмитта

Эта статья предназначена для того, чтобы помочь читателям понять положительные и отрицательные стороны RC-генераторов с триггером Шмитта, которые особенно важны, поскольку они присутствуют во внутреннем генераторе популярных микроконтроллеров.

Генераторы необходимы в цифровых системах, поскольку для последовательной логики требуется некоторый тактовый сигнал, вызывающий изменение состояния. В частности, генераторы триггера Шмитта присутствуют в недорогих микроконтроллерах как способ обеспечения надежного тактового сигнала без необходимости использования внешнего резонатора или генератора.

Давайте рассмотрим основной принцип работы этих цепей.

RC-генератор

Во-первых, давайте рассмотрим очень простой RC-генератор:

.

 

 

Возможно, вы уже знаете, что частоту этого генератора можно рассчитать с помощью

.

$$f= {k \over RC}$$

, где k — константа, обычно между 0.2 и 1.

Это приблизительная оценка, которая зависит от нескольких условий, которые необходимо выполнить. Давайте проанализируем эту схему и выведем выражение для выходной частоты.

Как работают RC генераторы

Неуправляемые генераторы — это специальные блоки, у которых нет входа. Вместо этого они состоят из усилителя и контура обратной связи. В случае этой схемы петля обратной связи представляет собой RC-цепь, которая ведет себя как переходная модель последовательной RC-цепи.

 

Основы RC-цепи серии

В этой схеме обычно рассматриваются две фазы: заряд и разряд.{-{t \over RC}}$$

 

Напряжение на конденсаторе асимптотически изменяется от Vs до 0 В в фазе разряда.

 

Этих двух фаз почти достаточно для создания RC-генератора. Единственное, что нам сейчас нужно, это гистерезис; то есть, реагируя на два уровня напряжения, чтобы надежно удерживать напряжение конденсатора между этими двумя уровнями.

Триггерные затворы Шмитта

Это специальные гейты, которые не реагируют ни на один порог напряжения на своих входах.Вместо этого их входы реагируют на одно повышающееся (более высокое) пороговое напряжение и одно падающее (нижнее) пороговое напряжение: Всякий раз, когда входное напряжение превышает нарастающий порог, логический уровень входа рассматривается как высокий , и всякий раз, когда входное напряжение падает ниже порог падения, вход считается низким . Это означает, что вход триггера Шмитта имеет некоторые средства вызова своего текущего уровня, который является последним уровнем, на который он был изменен.

Такое поведение известно как гистерезис, и оно идеально подходит для осцилляторов, как вы увидите ниже.

На следующем рисунке показан зашумленный отрицательный импульс, который изменяется от 5 В до 0 В, а затем обратно до 5 В, а также выход обычного инвертора и двух разных инверторов с триггером Шмитта при подаче этого шумного сигнала:

 

A (красный): зашумленный сигнал, подаваемый на три инвертора, которые выводят инвертированное значение того, что зашумленный сигнал интерпретируется как входной сигнал. B (синий): выход обычного TTL-инвертора 74LS04. C (зеленый): выход инвертора 74LS14 Schmitt Trigger TTL.D (оранжевый): выход логического элемента CMOS NAND с триггером Шмитта, сконфигурированного как инвертор.

 

Обратите внимание, как шум передается на обычный инвертор, в отличие от инверторов с триггером Шмитта (этот шум можно увидеть по переднему переднему фронту и заднему заднему фронту выходного сигнала 74LS04). Это происходит потому, что 74LS04 реагирует на одно пороговое значение, которое составляет где-то около 1,2 В.

Также обратите внимание на разное время, когда инверторы триггера Шмитта реагируют первыми и последними.Эта разница соответствует их разным напряжениям гистерезиса (разнице между их порогами). Модель 4093 имеет больший гистерезис, а это означает, что она лучше защищена от такого рода помех.

С этого момента давайте будем обозначать нарастающее пороговое напряжение как $$V_{T+}$$, а понижающееся пороговое напряжение как $$V_{T-}$$, как они известны во многих таблицах данных.

Собираем все вместе

Базовый генератор состоит из последовательной RC-цепи, управляемой инвертором с триггером Шмитта.На вход инвертора подается напряжение конденсатора. Таким образом, инвертор вынужден:

  1. Заряжайте конденсатор, когда его напряжение ниже $$V_{T+}$$, а выходной сигнал высокий .
  2. Разряжайте конденсатор, когда его напряжение выше $$V_{T-}$$ и на выходе низкий уровень .

Вот реализация этого генератора с инвертором 74LS14 Trigger Schmitt:

 

RC-генератор на инверторе 74LS14.На графике A (красный) — выходное напряжение, а B (синий) — напряжение на конденсаторе. Пределы, между которыми прыгает это напряжение, являются пороговыми напряжениями инвертора.

Как рассчитать выходную частоту

Чтобы составить уравнение для частоты выходного сигнала, нам нужно знать его период, то есть, сколько времени требуется для завершения цикла. Это легко вычислить, добавив большую ширину импульса и малую ширину импульса.

Большая ширина импульса – это продолжительность высокого уровня на выходе, которая также является временем, которое требуется для того, чтобы напряжение на конденсаторе достигло возрастающего порогового напряжения $$V_{T+}$$.В начале самого первого цикла конденсатор можно считать разряженным, поэтому его напряжение будет равно нулю. Эта единственная фаза зарядки (первая) произойдет только один раз и не будет вносить вклад в установившуюся частоту.

Таким образом, если не принимать во внимание первую фазу зарядки, ширина импульса высокого уровня в устойчивом состоянии представляет собой время, необходимое напряжению конденсатора для повышения от падающего порогового напряжения до возрастающего порогового напряжения при попытке достичь напряжения высокого уровня.{-{t_h\over{RC}}}=1-{V_{T+} -V_{T-} \over V_{High}-V_{T-}}\\\\$$

$$-{t_h\over{RC}}=ln \left (  1-{V_{T+} -V_{T-} \over V_{High}-V_{T-}} \right )\\\\ $$

$$t_h=-RC \; ln \left ( 1-{V_{T+} -V_{T-} \over V_{High}-V_{T-}} \right )\\\\$$

$$t_h=-RC \; ln \left (  {V_{High}-V_{T+} \over V_{High}-V_{T-}} \right )\\\\$$

$$t_h=RC \; ln \left (  {V_{High}-V_{T-} \over V_{High}-V_{T+}} \right )\\\\$$

 

Теперь, для малой длительности импульса t l , это время, необходимое для падения напряжения конденсатора с порога нарастания $$V_{T+}$$ до порога спада $$V_{T-}$$ , пытаясь достичь нуля вольт, следующим образом.{-{t_l\over{RC}}}={V_{T-} \over V_{T+}}\\\\$$

$$-{t_l\over{RC}}=ln \left ( {V_{T-} \over V_{T+}} \right ) \\\\$$

$$t_l=-RC \; ln \left ( {V_{T-} \over V_{T+}} \right )\\\\$$

$$t_l=RC \; ln \left ( {V_{T+} \over V_{T-}} \right )$$

 

Таким образом, период выходного сигнала становится равным

$$T=t_h+t_l\\\\$$

$$T=RC \; ln \left (  {V_{High}-V_{T-} \over V_{High}-V_{T+}} \right )+RC \; ln \left ( {V_{T+} \over V_{T-}} \right )\\\\$$

$$T=RC  \left [ ln \left (  {V_{High}-V_{T-} \over V_{High}-V_{T+}} \right ) + ln \left ( {V_{T+} \ над V_{T-}} \right ) \right ]\\\\$$

$$T=RC \; ln \left ( {V_{High}-V_{T-} \over V_{High}-V_{T+}} \times  {V_{T+} \over V_{T-}} \right ) \\\\$ $

 

И мы знаем, что частота обратно пропорциональна периоду, поэтому наше общее уравнение для частоты в итоге выглядит следующим образом.

$$f={ 1 \over T}\\\\$$

$$f={1 \над RC \; ln \left ( {V_{High}-V_{T-} \over V_{High}-V_{T+}} \times  {V_{T+} \over V_{T-}} \right ) } \\\\ $$

 

Желательным условием, которое упрощает выражение для периода, является генерация прямоугольной волны. Это означает, что высокая ширина импульса должна равняться низкой ширине импульса, чтобы сигнал имел коэффициент заполнения 50%.

Этого можно добиться, используя триггер Шмитта с пороговыми напряжениями, равномерно разделенными по логическим уровням.Таким образом, одна из популярных конфигураций триггера Шмитта имеет пороговые напряжения на уровне 1/3 и 2/3 от V DD , напряжения питания.

Например, в схеме ТТЛ (0 В = низкое и 5 В = высокое) удобной парой пороговых напряжений будут 1,33 В и 2,67 В, потому что как в фазах заряда, так и в фазах разряда RC-цепь будет подвергаться начальному напряжение 1,33В.

Таким образом, если выполняется условие симметричных порогов, общее уравнение для периода принимает гораздо более простую форму:

$$T=RC \; ln \left ( {V_{High}-V_{T-} \over V_{High}-V_{T+}} \times  {V_{T+} \over V_{T-}} \right ) \\\\$ $

$$T=RC \; ln \left ( {V_{T+} \over V_{T-}} \times  {V_{T+} \over V_{T-}} \right ) \\\\$$

$$T=RC \; ln \left [  \left ( {V_{T+} \over V_{T-}} \right ) ^2 \right ]\\\\$

$$T=2RC \; ln \left ( {V_{T+} \over V_{T-}} \right ) \\\\$$

$$f={1 \над 2RC \; ln \left ( {V_{T+} \over V_{T-}} \right ) }\\\\$$

Заключение

Генераторы

RC — это простое решение вездесущей проблемы генерации цифрового достаточно стабильного тактового сигнала.Одним очевидным преимуществом этой схемы по сравнению с другими генераторами является ее простота, а основные уравнения, которые мы только что вывели, делают ее очень простой в реализации.

В следующей статье, озаглавленной «Как проектировать генераторы с триггером Шмитта», мы рассмотрим некоторые сложности и соображения, которые вы, возможно, захотите иметь в виду при использовании RC-генератора, чтобы убедиться, что он достигает наилучшей производительности.

Схема триггера Шмитта с использованием микросхемы операционного усилителя uA741, конструкция, схема, работа

Схема триггера Шмитта или регенеративного компаратора

Схема триггера Шмитта также называется схемой регенеративного компаратора.Схема разработана с положительной обратной связью и, следовательно, будет иметь рекуперативное действие, которое сделает выходное переключение уровнями. Кроме того, использование положительной обратной связи по напряжению вместо отрицательной обратной связи помогает напряжению обратной связи соответствовать входному напряжению, а не противодействовать ему. Использование регенеративной схемы позволяет устранить трудности в схеме детектора пересечения нуля из-за низкочастотных сигналов и входных шумовых напряжений.

Ниже показана принципиальная схема триггера Шмитта.По сути, это схема инвертирующего компаратора с положительной обратной связью. Триггер Шмитта предназначен для преобразования любого входного сигнала правильной или неправильной формы в прямоугольное выходное напряжение или импульс. Таким образом, ее также можно назвать схемой возведения в квадрат.

Схема триггера Шмитта на операционном усилителе uA741 IC

Как показано на принципиальной схеме, в положительной обратной связи ОУ 741 IC установлен делитель напряжения с резисторами Rdiv1 и Rdiv2. Одни и те же значения Rdiv1 и Rdiv2 используются для получения значения сопротивления Rpar = Rdiv1||Rdiv2, которое последовательно подключается к входному напряжению.Rpar используется для минимизации проблем со смещением. Напряжение на резисторе R1 возвращается на неинвертирующий вход. Входное напряжение Vi запускает или изменяет состояние выхода Vout каждый раз, когда его уровни напряжения превышают определенное пороговое значение, называемое верхним пороговым напряжением (Vupt) и нижним пороговым напряжением (Vlpt).

Предположим, что инвертирующее входное напряжение имеет небольшое положительное значение. Это приведет к отрицательному значению на выходе. Это отрицательное напряжение возвращается на неинвертирующую клемму (+) операционного усилителя через делитель напряжения.Таким образом, значение отрицательного напряжения, возвращаемого на положительную клемму, становится выше. Значение отрицательного напряжения снова становится выше, пока цепь не перейдет в отрицательное насыщение (-Vsat). Теперь предположим, что инвертирующее входное напряжение имеет небольшое отрицательное значение. Это вызовет положительное значение на выходе. Это положительное напряжение возвращается на неинвертирующую клемму (+) операционного усилителя через делитель напряжения. Таким образом, значение положительного напряжения, возвращаемого на положительную клемму, становится выше.Значение положительного напряжения снова становится выше, пока цепь не перейдет в положительное насыщение (+Vsat). Вот почему схема также называется схемой регенеративного компаратора.

Входной и выходной сигнал триггера Шмитта

Когда Vout = +Vsat, напряжение на Rdiv1 называется верхним пороговым напряжением (Vupt). Входное напряжение Vin должно быть немного больше положительного, чем Vupt, чтобы выходное напряжение Vo переключилось с +Vsat на -Vsat. Когда входное напряжение меньше Vupt, выходное напряжение Vout равно +Vsat.

Верхнее пороговое напряжение, Vupt = +Vsat (Rdiv1/[Rdiv1+Rdiv2])

Когда Vout = -Vsat, напряжение на Rdiv1 называется нижним пороговым напряжением (Vlpt). Входное напряжение Vin должно быть немного более отрицательным, чем Vlpt, чтобы выходное напряжение Vo переключилось с -Vsat на +Vsat. Когда входное напряжение меньше Vlpt, выходное напряжение Vout равно -Vsat.

Нижнее пороговое напряжение, Vlpt = -Vsat (Rdiv1/[Rdiv1+Rdiv2])

Если значения Vupt и Vlpt выше входного шумового напряжения, положительная обратная связь устранит ложные переходы на выходе.С помощью положительной обратной связи и ее регенеративного поведения выходное напряжение будет быстро переключаться между положительным и отрицательным напряжениями насыщения.

Характеристики гистерезиса

Поскольку используется схема компаратора с положительной обратной связью, на выходе может возникнуть гистерезис зоны нечувствительности. Когда вход компаратора имеет значение выше, чем Vupt, его выход переключается с +Vsat на -Vsat и возвращается в исходное состояние, +Vsat, когда входное значение становится ниже Vlpt.Это показано на рисунке ниже. Напряжение гистерезиса можно рассчитать как разницу между верхним и нижним пороговыми напряжениями.

Vгистерезис = Vupt – Vlpt

Подстановка значений Vupt и Vlpt из приведенных выше уравнений:

Vhysteresis = +Vsat (Rdiv1/Rdiv1+Rdiv2) – {-Vsat (Rdiv1/Rdiv1+Rdiv2)}

Vгистерезис = (Rdiv1/Rdiv1+Rdiv2) {+Vsat – (-Vsat)}

Характеристики триггера Шмитта-гистерезиса

Применение триггера Шмитта

Триггер Шмитта

в основном используется для преобразования очень медленно меняющегося входного напряжения в выходной сигнал с резко меняющейся формой волны, возникающей точно при определенном заданном значении входного напряжения.Триггер Шмитта можно использовать для всех приложений, для которых используется общий компаратор. Любой тип входного напряжения может быть преобразован в соответствующую прямоугольную сигнальную волну. Единственным условием является то, что входной сигнал должен иметь достаточно большое отклонение, чтобы входное напряжение могло выйти за пределы диапазона гистерезиса. Амплитуда прямоугольной волны не зависит от размаха входного сигнала.

Т-триггер. Принцип работы, функциональные схемы

Триггер

— простейшее устройство, представляющее собой цифровой автомат.Имеет два состояния устойчивости. Одному из этих состояний присваивается значение «1», а другому «0». Состояние устройства, а также значение хранящейся в нем двоичной информации определяется выходными сигналами: прямым и обратным. В случае, когда на прямом выходе устанавливается потенциал, соответствующий логической единице, в таком случае состояние срабатывания называется одиночным (потенциал на инверсном выходе соответствует логическому нулю). Если на прямом выходе потенциала нет, то состояние триггера называется нулевым.

Триггеры классифицируют по следующим признакам:

1. По способу регистрируемой информации (асинхронные и синхронные).

2. По методу управления информацией (статистический, динамический, одноэтапный, многоэтапный).

3. По способу реализации логических соединений (JK-триггер, RS-триггер, T-триггер, D-триггер и другие типы).

Основными параметрами всех типов триггеров являются: максимальная длительность входного сигнала, время задержки, необходимое для переключения триггера, а также разрешающее время срабатывания.

В этой статье поговорим о таком типе устройства, как — Т-триггер. Такие триггеры имеют только один информационный (Т) вход, который называется счетным входом. Он меняет свое состояние и состояние после получения счетного (Т) входа каждого управляющего сигнала.

Согласно таблице переходов закон функции таких триггеров описывается характеристическим уравнением: Q(t+1) = TtQ»t VT’tQt. Из уравнения следует, что при поступлении на вход логического нуля ( T), T- поменяет направление.

Из таблицы видно, что Т-триггер выполняет операцию сложения, именно поэтому имя такого триггера счетное, его информационный (Т) вход является счетным входом. Уровень сигнала на входе такого триггера появляется в два раза чаще, чем на его выходе (Q). Соответственно, Т-триггер используется как делитель частоты.

Т-триггер асинхронного типа может быть построен на базе двухкаскадного RS-триггера с дополнительными связями, а именно: выход триггера (Q) должен быть соединен с входом (R) , а выход (Q’) на вход (S).Информационный вход (T) будет синхронным входом (C).

На фото Т-образный триггер. Функциональная схема.

В исходном состоянии на информационных входах (R и S) подается уровень логического нуля, при подаче логического нуля на счетный вход (T) состояние первого триггера будет постоянно копироваться вторым триггера, т.к. элемент И-НЕ будет выводить уровень логической единицы на вход второго триггера.

0 comments on “Т триггер принцип работы: Счетные Т и JK-триггеры — Help for engineer

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.