Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Звіт
Предмет:
Елементи дискретних пристроїв автоматики
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"
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 - 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 (=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, =0), а при надходженні управляючого сигналу на вхід R (установлення (0() тригер установлюється в стан 0 (Q=0, =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 .
В схемі, в принципі, можливий стан електричної рівноваги, при якому обидва транзистори і відкриті, струми і 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 ) і насиченні другого (). 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 вихідного перепаду напруги дорівнює зміні напруги на колекторі транзистора в результаті перекидання
, (1)
де - колекторна напруга закритого транзистора, - колекторна напруга відкритого транзистора в насиченому режимі;
, (2)
де - напруга на базі насиченого транзистора.
Враховуючи, що в насичених тригерах звичайно ( і ( можна записати
. (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:
; . (4)
Розрахунок тригера
1. Вибір напруги живлення .
Враховуючи, що амплітуда вхідних імпульсів менша напруги джерела живлення, вибираємо , виходячи з умови
. (6)
2. Вибір джерела зміщення .
Збільшення напруги джерела зменшує швидкодію тригера. Тому напругу вибрати великою недоцільно. Для надійного запирання звичайно вибирають =(1(2,5)В.
3. Вибір транзистора.
При виборі транзистора повинні виконуватись наступні умови:
а) допустима напруга повинна бути більшою напруги джерела
; (7)
б) частотні властивості транзистора повинні забезпечувати необхідну швидкодію:
. (8)
4. Розрахунок опору .
Величина опору розраховується виходячи з величини ємності колекторного переходу транзистора :
, (9)
З іншого боку, необхідно, щоб струм через транзистор не перевищував допустимий, отже:
. (10)
5. Розрахунок прискорюючої ємності С.
Прискорюючу ємність розраховують за формулою:
. (11)
6. Розрахунок дільника , . Опір розраховуємо виходячи з умови забезпечення стабільності роботи тригера при зміні температури (), а також враховуючи розкид величин опорів і нестабільність величини напруг живлення . Звичайно допускають і знаходять максимальне значення опору:
. (12)
З другого боку величина опору базового дільника , повинна бути такою, щоб при максимальній частоті імпульсів запуску прискорююча ємність, що підключена до колектору транзистора, який відкривається, встигала розрядитись. Рахуючи, що
. (13)
Опір розраховується за формулою, виходячи з умови забезпечення насичення транзистора у найбільш несприятливому випадку: пониженій напрузі живлення і підвищеній напрузі зміщення , пониженій величині опорів і і підвищеній величині :
, (14)
де S – коефіцієнт насичення (при достатньо високоомному навантаженні рекомендується вибирати S=1,2(1,5); ; a – коефіцієнт пропорційності, який дорівнює 0,005(0,01 1/град.
7. Розрахунок амплітуди і тривалості імпульсів запуску.
Амплітуда імпульсів запуску повинна бути більшою напруги зміщення на деяку величину . Однак перепад після запирання відкритого транзистора через прискорюючу ємність передається на колектор закритого транзистора, створюючи на ньому паразитний викид, тому величина не повинна бути великою. Звичайно вибирають
. (15)
Під час запуску генератор повинен забезпечити струм, який трохи перевищує струм насичення
. (16)
Мінімальна тривалість вхідного імпульсу визначається часом розсмоктування заряду в насиченому транзисторі:
. (17)
Звичайно тривалість вхідного імпульсу вибирають з двократним чи трикратним запасом
. (18)
8. Розрахунок перехідної ємності С.
За час тривалості імпульсу перехідна ємність не повинно істотно розрядиться
, (19)
де – збільшення напруги на ємності за час дії імпульсу. Звичайно вибирають =(0,03(0,05)В.
9. Вибір діодів.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора