Физика атомного реактора Сопротивление материалов Математика решение задач Информатика Атомная энергетика безопасность Электротехника и электроника

Общий принцип действия и конструкции электрических машин Полупроводниковая электроника Трехфазный ток Принцип работы асинхронного двигателя Соединение нагрузки треугольником Полупроводниковые транзисторы


Триггеры

Общие характеристики триггеров

 Триггером называют устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия и способное скачком переходить из одного состояния в другое под воздействием внешнего управляющего сигнала.

Состояния устойчивого равновесия характеризуется тем, что после слабого внешнего воздействия устройство возвращается в исходное состояние, т.е. токи и напряжения принимают исходные значения в отличие от состояния неустойчивого равновесия, при котором любое слабое внешнее воздействие нарушает это состояние. Для перехода триггера из одного устойчивого состояния в другое необходимо, чтобы входной сигнал превысил пороговое значение.

Указанное свойство триггера обусловлено тем, что факторами, воздействующими на его состояния, являются не только внешние управляющие сигналы, но и сигналы самого триггера (сигналы обратной связи).

В современной электронике триггеры выполняются, как правило на основе логических интегральных элементов, либо как завершенный функциональный элемент в виде микросхемы.

Интегральные триггеры характеризуются большим разнообразием. Их отличают функциональный признак, определяющий поведение триггера при воздействии сигнала управления, а также используемый способ управления. По функциональному признаку различают триггеры типов: S, R, D, Q, J и др. [an error occurred while processing this directive]

В зависимости от функциональных возможностей триггеры делятся на несколько видов:

RSтриггер;

  2) Dтриггер;

 Ттриггер;

 JKтриггер.

По способу управления триггеры подразделяют на асинхронные и тактируемые. В асинхронных триггерах переключение из одного состояния в другое осуществляется непосредственно с поступлением сигнала на информационный вход. В тактируемых триггерах помимо информационных входов имеется вход тактовых импульсов. Их переключение производится только при наличии разрешающего, тактирующего импульса.

RSтриггер относится к асинхронным, так как переход его из одного состояния в другое происходит в темпе поступления сигналов на информационные входы и не связан с таковыми сигналами. В синхронных триггерах помимо информационных имеется вход таковых (синхронизирующих) сигналов и переключения триггера происходят только при наличии такового сигнала.

Для приема информации по одному входу используются D триггеры, которые задерживают поступившую информацию на время, равное периоду синхронизирующих сигналов.

Ттриггеры выполняют на основе двух последовательно соединенных RSтриггеров, первый из которых называют ведущим, а другой ведомым.

Универсальный триггер, или JKтриггер, имеет информационные входы J и K и синхронизирующий вход С.

Рассмотренные триггеры относятся к статическим триггерам, реагирующим на уровни входных сигналов. Существуют также динамические триггеры, которые реагируют на перепады уровней сигналов.

Асинхронные RS триггеры

Как уже отмечалось выше, в зависимости от способа различают асинхронные и трактируемые RS триггеры.

Асинхронные RS триггеры являются простейшими, однако они получили широкое распространение в импульсной и цифровой технике.

 


Рис. 19.1

На рисунке 19.1а,в приведены схемы триггеров на логических элементах ИЛИНЕ, ИНЕ, а на рисунке 19.1б,г, показаны их условные обозначения. Допустим, что на входах R и S сигналы равны «0» (, ), а на прямом выходе  сигнал равен «1» (). Тога на инверсном выходе  сигнал равен «0», так как на одном из входов (соединенном с ) логического элемента ИЛИНЕ сигнал равен «1». На обоих входах элемента сигнал «0», поэтому . Очевидно, при ,  возможно и второе устойчивое состояние, при котором , . Нетрудно видеть, что при ,  тригер оказывается в первом устойчивом состоянии (, ), а при ,  во втором устойчивом состоянии (, ). Комбинация ,  недопустима.

 Рассмотренный триггер называют  RS триггером. Вход  называется установочным, а вход  входом сброса. При  триггер устанавливается в состояние «1» (, ), при сбрасывается в состояние «0» (, ). Аналогично работает RS триггер на элементах ИНЕ (рис. 19.1 в) с той разницей, что он должен иметь инверсные входы, т.е. устанавливаться в состояние «1» при  и сбрасываться в состояние «0» при . Запрещенная комбинация входных сигналов для этой схемы , .

19.3. Синхронные RS триггеры

На рисунке 19.2а,б приведены схема и условное обозначение синхронного RS триггера на элементах ИНЕ. Схема 19.2а отличается от схемы асинхронного триггера (рис. 19.1в) наличием двух дополнительных элементов  ИНЕ, благодаря которым управляющие сигналы проходят на входы  и  только при воздействии на синхронизирующий вход сигнала «1» () .

 Рис. 19.2

 


 Рис. 19.3

Для приема информации по одному входу используются  триггеры. На рисунке 19.3а,б приведены схема и условное обозначение   триггера на элементах И НЕ.

  триггер переходит в состояние «1» (), если в момент прихода синхронизирующего сигнала () на его информационном входе сигнал «1» (). В этом состоянии триггер остается и после окончания сигнала на входе  до прихода очередного синхронизирующего сигнала, возвращающего триггер в состояние «0». Таким образом,  триггер «задерживает» поступившую на его вход информацию на время, равное периоду синхронизирующих сигналов.

19.4. Т триггеры

 Т триггер или счетный триггер, имеет один информационный вход и переходит в противоположное состояние в результате воздействия на его вход каждого очередного сигнала. Название «счетный» связано с широким применением Т триггеров в счетчиках импульсов. На рисунке 19.4а,б приведены условное обозначение и временне диаграммы Т триггера.

 


 Рис. 19.4 Рис. 19.5

 Т триггеры выполняют на основе двух последовательно соединенных RS триггеров (MSсхема), первый из которых называют ведущим, а другой ведомым. На рисунке 19.5 а, б приведены схемы и условное обозначение MS триггера (двухступенчатого триггера), в котором триггер   ведущий, а триггер ведомый. При поступлении сигналов на информационные входы R и S триггера он принимает соответствующее состояние «0» или «1» в момент, когда (). Сигналы с выходов ,  ведущего триггера не проходят в ведомый, поскольку . Информация пройдет в ведомый триггер только по окончании синхронизирующего сигнала (,) и будет отображена на выходах , .

 Для получения двухступенчатого Т триггера достаточно ввести обратные связи (на рисунке 19.5 а показаны пунктиром) и использовать вход  как информационный . Тогда при  триггер  устанавливается в состояние, противоположное состоянию триггера  (например, при ,  в состояние , ), а при  триггер переходит в состояние, совпадающее с состоянием триггера (, ). Таким образом, на выходах , сигнал изменяется на противоположный по окончании каждого очередного импульса , что соответствует диаграмме 18.4б.

Универсальный триггер JK

 Универсальный триггер, или JK триггер, имеет информационные входы J и K и синхронизирующий вход (рисунок 18.6а). JK триггер получают из двухступенчатого  Ттриггера путем использования трехвходовых элементов ИНЕ во входных цепах ведущего триггера подобно тому, как используют двухвходовые элементы ИНЕ. Использование третьих входов элементов ИНЕ позволяет реализовать два дополнительных информационных входа: J и K (рис. 19.6а). 

 


Рис. 19.6

 При  триггер изменяет свое состояние на противоположное в момент окончания каждого синхронизирующего сигнала. Таким образом, соединяя входы JK триггера по схеме (рис. 19.6б), получают Ттриггер. Используя вход как вход S, а  как R, реализуют синхронный RS триггер, особенность котрого состоит в том, что при комбинации , запрещенной для обычного RS триггера, он переключается на каждый синхронизирующий сигнал. Добавлением инвертора на входе триггера получают триггер (рисунок 19.6 в).

Все типы триггеров, реализуемые на основе триггера, дают задержку в появлении выходных сигналов, равную длительности синхронизирующего сигнала.

Рассмотренные триггеры относятся к статическим триггерам реагирующим на уровни входных сигналов. Существуют также динамические триггеры, которые реагируют на перепады уровней сигналов. Наибольшее распространение получили статические и триггеры, выполняемые в виде интегральных микросхем, например К155ТМ5 (4триггера), К176ТВ1 (2триггера).

Контрольные вопросы

1. Триггеры. Общие характеристики триггеров.

2. Нарисуйте схему асинхронного RS триггера, а также объясните принцип работы.

3. Нарисуйте схему синхронного RS триггера, а также объясните принцип работы.

4. Нарисуйте схему Т триггера, а также объясните принцип работы.

 5. Нарисуйте схему универсального JK триггера, а также объясните принцип работы.

Резонанс напряжений Резонансом в цепях переменного тока, содержащих индуктивные и емкостные элементы, называется явление совпадения по фазе векторов тока и напряжения на входе цепи или на участке цепи, при этом cos = 1, = 0. Резонанс напряжений наблюдается в последовательном колебательном контуре.
Функциональная классификация интегральных микросхем