Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ДОСЛІДЖЕННЯ СИМЕТРИЧНОГО ТРИГЕРА НА ТРАНЗИСТОРАХ.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2006
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Елементи дискретних пристроїв автоматики
Група:
КС
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ДОСЛІДЖЕННЯ СИМЕТРИЧНОГО ТРИГЕРА НА ТРАНЗИСТОРАХ
ЗВІТ
до лабораторної роботи №3
з курсу
"ЕЛЕМЕНТИ ДИСКРЕТНИХ ПРИСТРОЇВ АВТОМАТИКИ"
Виконав:
ст. гр. КС−3
Львів 2006
МЕТА РОБОТИ
Метою роботи є практичне ознайомлення з роботою транзисторного симетричного тригера, принципом його дії, схемами запуску, основними розрахунковими співвідношеннями.
ТЕОРЕТИЧНИЙ ВСТУП
Тригером називають спусковий пристрій, який має два стани стійкої рівноваги і може переходити з одного в інший стрибком, кожний раз, коли керуюча напруга, що діє на його вхід, досягає певного рівня, що називається порогом спрацювання чи відпускання.
Стан тригера, в якому напруга на його виході висока, позначається цифрою “1”, а стан тригера, в якому напруга на його виході низька - цифрою “0” (очевидно, що можна прийняти і протилежні позначення).
Звичайно тригер поряд з основним (прямим) виходом Q має ще один вихід EMBED Equation.3 - інверсний, потенціал якого приймає значення, протилежне значенню потенціалу прямого виходу, тобто, якщо на прямому виході Q напруга висока (Q=1), то на інверсному виході буде низький потенціал ( EMBED Equation.3 =0) і навпаки.
Використовують два способи запуску тригера - роздільний і спільний (лічильний). Умовне позначення тригера з роздільним запуском (чи з роздільними входами), так званого RS-тригера, наведено на рис. 1а.
При роздільному запуску управляючі (керуючі) сигнали надходять на два входи тригера від двох джерел: при надходженні управляючого сигналу на вхід S (установлення “1”) тригер установлюється в стан 1 (Q=1, EMBED Equation.3 =0), а при надходженні управляючого сигналу на вхід R (установлення “0”) тригер установлюється в стан 0 (Q=0, EMBED Equation.3 =1). Якщо на момент надходження управляючого сигналу на вхід S (чи R) тригер вже знаходився в стані 1 (чи 0), то його стан не зміниться.
Умовне позначення тригера із спільним (лічильним) запуском, так званого Т-тригера, наведено на рис. 1б.
При спільному (лічильному) запуску управляючі сигнали надходять на один спільний вхід Т-тригера і при цьому тригер спрацьовує від кожного сигналу, тобто кожний вхідний сигнал змінює стан тригера на протилежний.
На практиці використовують тригери з більш складним управлінням, наприклад RST-тригер (рис. 1в), тобто тригер з лічильним і роздільними входами.
Принцип роботи симетричного тригера на транзисторах
Схема утворена з’єднанням виходу одного резисторно-транзисторного ключа з входом другого і виходом останнього з входом першого. Цю схему можна представити двокаскадним резисторним підсилювачем, замкненого в петлю позитивного оберненого зв’язку. Конденсатори С є прискорюючими. Вони зменшують час переключення тригера з одного стійкого стану в інший. Напруга зміщення подається від незалежного джерела зміщення EMBED Equation.3 .
В схемі, в принципі, можливий стан електричної рівноваги, при якому обидва транзистори EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 відкриті, струми EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 дорівнюють один одному і всі напруги в схемі постійні. Однак цей стан є нестійким. Якщо припустити, що коефіцієнт підсилення двокаскадного підсилювача, замкненого в петлю позитивного зворотного зв’язку, перевищує одиницю, то будь-яка зміна струмів і напруг приведе до виникнення лавиноподібного, регенеративного процесу наростання струму одного транзистора і зменшення струму другого. Це можливо при запиранні одного транзистора (наприклад EMBED Equation.3 ) і насиченні другого ( EMBED Equation.3 ). В обох випадках настане стійка рівновага. Параметри схеми вибираються так, що в статичному стані один з транзисторів закритий, а другий - відкритий і насичений (в цьому випадку тригер називається насиченим).
В результаті перекидання на колекторах транзисторів утворюються додатні і від’ємні перепади струмів і напруг, які можна використати для управління другими тригерами чи різноманітними ключовими схемами. Амплітуда EMBED Equation.3 вихідного перепаду напруги дорівнює зміні напруги на колекторі транзистора в результаті перекидання
EMBED Equation.3 , (1)
де EMBED Equation.3 - колекторна напруга закритого транзистора, EMBED Equation.3 - колекторна напруга відкритого транзистора в насиченому режимі;
EMBED Equation.3 , (2)
де EMBED Equation.3 - напруга на базі насиченого транзистора.
Враховуючи, що в насичених тригерах звичайно EMBED Equation.3 « EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 « EMBED Equation.3 можна записати
EMBED Equation.3 . (3)
Для забезпечення статичних режимів, тобто двох стійких станів, повинні бути виконані умови запирання одного транзистора і насичення другого. Для схеми, що розглядається, ці умови приймають вигляд таких нерівностей:
EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 . (4)
Розрахунок тригера
1. Вибір напруги живлення EMBED Equation.3 .
Враховуючи, що амплітуда вхідних імпульсів менша напруги джерела живлення, вибираємо EMBED Equation.3 , виходячи з умови
EMBED Equation.3 . (6)
2. Вибір джерела зміщення EMBED Equation.3 .
Збільшення напруги джерела EMBED Equation.3 зменшує швидкодію тригера. Тому напругу EMBED Equation.3 вибрати великою недоцільно. Для надійного запирання звичайно вибирають EMBED Equation.3 =(12,5)В.
3. Вибір транзистора.
При виборі транзистора повинні виконуватись наступні умови:
а) допустима напруга повинна бути більшою напруги джерела
EMBED Equation.3 ; (7)
б) частотні властивості транзистора повинні забезпечувати необхідну швидкодію:
EMBED Equation.3 . (8)
4. Розрахунок опору EMBED Equation.3 .
Величина опору EMBED Equation.3 розраховується виходячи з величини ємності колекторного переходу транзистора EMBED Equation.3 :
EMBED Equation.3 , (9)
З іншого боку, необхідно, щоб струм через транзистор не перевищував допустимий, отже:
EMBED Equation.3 . (10)
5. Розрахунок прискорюючої ємності С.
Прискорюючу ємність розраховують за формулою:
EMBED Equation.3 . (11)
6. Розрахунок дільника EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 . Опір EMBED Equation.3 розраховуємо виходячи з умови забезпечення стабільності роботи тригера при зміні температури ( EMBED Equation.3 ), а також враховуючи розкид величин опорів EMBED Equation.3 і нестабільність величини напруг живлення EMBED Equation.3 . Звичайно допускають EMBED Equation.3 і знаходять максимальне значення опору:
EMBED Equation.3 . (12)
З другого боку величина опору базового дільника EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 повинна бути такою, щоб при максимальній частоті імпульсів запуску прискорююча ємність, що підключена до колектору транзистора, який відкривається, встигала розрядитись. Рахуючи, що EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 . (13)
Опір EMBED Equation.3 розраховується за формулою, виходячи з умови забезпечення насичення транзистора у найбільш несприятливому випадку: пониженій напрузі живлення EMBED Equation.3 і підвищеній напрузі зміщення EMBED Equation.3 , пониженій величині опорів EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 і підвищеній величині EMBED Equation.3 :
EMBED Equation.3 , (14)
де S – коефіцієнт насичення (при достатньо високоомному навантаженні рекомендується вибирати S=1,21,5); EMBED Equation.3 ; a – коефіцієнт пропорційності, який дорівнює 0,0050,01 1/град.
7. Розрахунок амплітуди і тривалості імпульсів запуску.
Амплітуда імпульсів запуску повинна бути більшою напруги зміщення EMBED Equation.3 на деяку величину EMBED Equation.3 . Однак перепад EMBED Equation.3 після запирання відкритого транзистора через прискорюючу ємність передається на колектор закритого транзистора, створюючи на ньому паразитний викид, тому величина EMBED Equation.3 не повинна бути великою. Звичайно вибирають
EMBED Equation.3 . (15)
Під час запуску генератор повинен забезпечити струм, який трохи перевищує струм насичення
EMBED Equation.3 . (16)
Мінімальна тривалість вхідного імпульсу EMBED Equation.3 визначається часом розсмоктування заряду в насиченому транзисторі:
EMBED Equation.3 . (17)
Звичайно тривалість вхідного імпульсу вибирають з двократним чи трикратним запасом
EMBED Equation.3 . (18)
8. Розрахунок перехідної ємності С.
За час тривалості імпульсу перехідна ємність не повинно істотно розрядиться
EMBED Equation.3 , (19)
де EMBED Equation.3 – збільшення напруги на ємності за час дії імпульсу. Звичайно вибирають EMBED Equation.3 =(0,030,05)В.
9. Вибір діодів.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора