ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Электротехника
  • Элементы электрических цепей
  • Схемы замещения источников
    электрической энергии
  • Анализ цепи переменного тока
     и входящих в нее элементов
  • Параллельное соединение резистивного
    и индуктивного элементов
  • Машины постоянного и переменного тока
  • Принцип действия асинхронного
    и синхронного двигателей
  • Принцип действия машин постоянного тока
  • Трансформаторы и электромагнитные устройства
  • Трансформатор
  • ПРИВЕДЕННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
  • ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСФОРМАТОРОВ
  • ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
  • СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
  • Машины переменного тока
  •  Электрические машины разделяются
    на генераторы и электродвигатели
  • Коллекторные двигатели переменного тока
  • Разборка и сборка электродвигателя
    постоянного тока
  • Выполнению ремонтных работ
  • Электроника
  • Электрические и электронные аппараты
    и устройства
  • Некоторые лампы СВЧ диапазона
  • Полупроводниковые диоды
  • Тиристоры.
  • Выпрямители и инверторы промышленной частоты
  • Электронные усилители
  • Обратная связь в усилителях
  • Катодный и эмиттерный повторители
  • Усилители мощности
  • Повторитель напряжения
  • Шумы в усилителях
  • Генераторы электрических колебаний
  • RC-генераторы
  • Ждущий мультивибратор
  • Мультивибратор на ОУ
  • Цифровые электронные устройства
  • Реализация сложных логических функций
    на интегральных микросхемах
  • Последовательные цифровые устройства
  • Счётчик
  • Регистр
  • Комбинационное цифровое устройство
  •  Сумматоры
  • Импульсные генераторы
    на цифровых микросхемах
  • Охлаждение полупроводниковых приборов
  • Способы охлаждения полупроводниковых
    приборов
  • Воздушное, естественное
    и принудительное охлаждение
  • Системы охлаждения силовых модулей
  • Основные методы охлаждения
  • Расчет параметров охладителей
  • Выбор охладителя
  • Дискретные приборы
  •  

    Ждущий мультивибратор.

    Для получения одиночных прямоугольных импульсов требуемой длительности синхронизованных с импульсом запуска применяют схему ждущего мультивибратора или одновибратора. Одновибратор в отличие от мультивибратора имеет одно устойчивое состояние. Этого можно достичь заменой одной коллекторно-базовой связи по переменному току на связь по постоянному току. Схема ждущего мультивибратора и эпюры напряжения приведены на рис.6.11. Устойчивым является состояние, когда транзистор VT1 насыщен током через базовый резистор Rб1 . Транзистор VT2 заперт отрицательным напряжением смещения -Uсм. Конденсатор C2 практически заряжен до напряжения питания. Такое состояние может сохраняться сколь угодно долго. При воздействии на вход одновибратора достаточно коротких импульсов запуска на его выходе формируются одиночные прямоугольные импульсы фиксированной длительности. Запускающий импульс положительной полярности открывает транзистор VT2 , отрицательное напряжение UС2 прикладывается к базе транзистора VT1 закрывая последний. Повышение напряжения на коллекторе VT1 переводит транзистор VT2 в режим насыщения. Данное состояние не является устойчивым, и поддерживается до тех пор, пока на базе транзистора VT1 присутствует отрицательное напряжение, т.е. пока не разрядится конденсатор С2 током через резистор Rб2. Как только напряжение на базе VT1 станет небольшим положительным он открывается и переходит в насыщение, закрывая транзистор VT2. Длительность сформированного импульса на коллекторе VT1 можно записать

    .

    Длительность фронта выходного импульса определяется скоростью зарядки конденсатора С1 при запирании транзистора VT1 и равно

    .

    Для восстановления схемы в исходное состояние необходимо время определяемое процессом заряда конденсатора С2.

    Ждущий мультивибратор.

    Рис.6.11.

    На рис.6.12. приведена другая схема одновибратора на биполярных транзисторах с эмиттерными связями. Совместное включение эмиттеров транзисторов через резистор Rэ обеспечивает автоматическое смещение для запирания транзистора VT1.

    Рис.6.12.

    В ждущем состоянии транзистор VT2 открыт и насыщен током через резистор R. Поскольку, сопротивление Rk2 обычно больше Rэ, то напряжение на коллекторе близко к нулю. Ток открытого транзистора VT2, текущий через Rэ, создаёт отрицательное смещение на базе первого транзистора VT1 и поэтому он закрыт. Делитель напряжения R1R2 определяет рабочую точку первого транзистора. В отсутствие отрицательного смещения, когда второй транзистор закрыт, транзистор VT1 должен быть в открытом состоянии. Для этого выбирают Rk2 < Rk1. Конденсатор С во времязадающей цепочке RC в ждущем состоянии заряжен, как показано на рисунке. Конденсатор С1 служит для развязки входной цепи по постоянному току. Запускающий импульс переводит в открытое состояние транзистор VT1, через который напряжение на конденсаторе С прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора VT2, закрывая последний. Напряжение на коллекторе VT2 подскакивает до напряжения питания. Конденсатор С начинает разряжаться по цепи +Е, R, C, rкэ1, Rэ, -Е. Обычно выбирают R > Rэ+rкэ, и время разряда есть р=RC. При небольшом перезаряде конденсатора С транзистор VT2 открывается, закрывая транзистор VT, и начинается заряд конденсатора С через цепь +Е, C, rбэ2, Rэ, -Е. Напряжение на коллекторе VT2 спадает, формируя прямоугольный импульс. Время заряда С равно з=RэC и обычно меньше времени разряда. Ждущий мультивибратор готов к работе. Данная схема ждущего мультивибратора несколько сложна в настройке.

    Триггер

     Триггер – электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями, способное под воздействием управляющего входного сигнала переходить из одного состояния в другое. Можно выделить два основных класса триггеров: с коллекторно-базовыми связями и с эмиттерной связью. Триггер с коллекторно- базовыми связями, схема которого приведена на рис.6.13 называют симметричным. Это относится как к схеме, так и к элементам Rк1=Rк2=Rк, Rб1=Rб2=Rб, Rсм1=Rсм2=Rсм. Отрицательное напряжение смещения обеспечивает запирание транзисторов. После включения питания из-за некоторой разницы характеристик транзисторов один транзистор входит в состояние насыщения, а другой в состояние отсечки. Величина сопротивлений базовых резисторов должна обеспечивать устойчивое насыщение. Для перемены состояние триггера управляющие сигналы можно подавать раздельно в базовые или коллекторные цепи транзисторов, или совместно в базовые цепи как на рисунке.

    Триггер

    Рис.6.13.

    В данной схеме применяется отрицательный управляющий импульс. Допустим транзистор VT1 закрыт, а VT2 в насыщении. Напряжение Uк10 практически равно нулю, а напряжение Uк2=E. Конденсатор С1 заряжен почти до напряжения питания, поскольку Rк1<<Rб2, а напряжение на конденсаторе С2 равно нулю. При подаче управляющего импульса оба транзистора переходят в закрытое состояние. По окончании действия управляющего импульса, поскольку конденсаторы не успевают разрядится, транзистор VT1 начинает открываться. Процесс происходит лавинообразно переводя триггер в новое состояние, когда VT1 в насыщении, а VT2 в отсечке. Триггер с эмиттерными связями аналогичен ждущему мультивибратору по схеме на рис.6.12.

    Триггер Шмитта.

    Основой триггера на ОУ служит компаратор- устройство, осуществляющее сравнение двух аналоговых напряжений. В простейшей схеме компаратора входное напряжение сравнивается с некоторым опорным, в качестве которого обычно используется часть выходного напряжения (рис.6.14), значение которого по модулю а режиме насыщения близко к напряжению питания Um. На инвертирующий вход ОУ поступает входное напряжение, а на неинвертирующий вход подается опорное напряжение, снимаемое с делителя R1R2. Таким образом, ОУ охвачен положительной обратной связью по неинвертирующему входу, и выходное напряжение скачком изменяет свою полярность при сравнении входного и опорного напряжений. Принцип действия компаратора понятен из рассмотрения передаточной характеристики. При входном напряжении Uвх0 выходное равно Uвых=+Um. Напряжение на неинвертирующем входе при этом будет Uн=Um+, где =R1/R1+R2 — коэффициент передачи резистивной цепи R1R2 положительной ОС в компараторе. Если входное напряжение больше нуля и увеличивается, то при сравнении его амплитуды с опорным, равным напряжению срабатывания Uср=Um+, компаратор переключается. При этом произойдет скачкообразное изменение выходного напряжения со значения +Um на значение -Um. Дальнейшее увеличение входного напряжения не изменит состояния компаратора, и напряжение на неинвертирующем входе ОУ будет также постоянным: Uн=-Um. При уменьшении входного напряжения до значения опорного, равного напряжению отпускания Uвх=Uотп=-Um произойдет скачкообразный возврат компаратора в исходное состояние. Выходное напряжение при этом изменится с -Um, на +Um. Таким образом, передаточная характеристика компаратора имеет вид петли гистерезиса. Такой компаратор обладает триггерным (переключающим) эффектом, и в радиоэлектронике его называют триггером Шмитта.

    Рис.6.14.

    Сумма напряжений срабатывания и отпускания Uср + Uотп=2Um является напряжением гистерезиса. Устройство позволяет устранить «дребезг» триггера, т. е. случайное его переключение напряжением помех при отсутствии входного сигнала. Компараторы применяют для формирования сигналов прямоугольной формы из различных; видов непрерывных сигналов. В частности, при подаче на вход компаратора синусоидального напряжения на его выходе формируется симметричное прямоугольное колебание - меандр.

    Реализация сложных логических функций на интегральных микросхемах