Элементы схемотехники цифровых устройств обработки информации | страница 41

Несимметричный триггер может быть реализован на логических элементах. Для этого достаточно включить последовательно чётное число элементов НЕ и выход этой цепочки соединить со входом цепью обратной связи, образуемой резисторами R1 и R2 (Рисунок 53,а).

В отсутствие входного сигнала (U_>вх=0) напряжение на выходе (U_>вых=0). Если пренебречь входным током ЛЭ, то при U_>вх>0 напряжение на входе D1 U_>ВХ=U_>ВХ–R_>1I, где I=(U_>ВХ>1–U_>ВЫХ)/R_>2.

Таким образом, 

U_>ВХ>1 = U_>ВХ + (U_>ВЫХ – U_>ВХ>1)R_>1/R_>2  (5.3)

Рисунок 53 Триггер Шмита на логических элементах

С ростом U_>вх повышается напряжение U_>вх1,  но пока U_>вх1<U_>пор логические элементы остаются в исходном состоянии и на выходе сохраняется сигнал U^>0. Когда U_>вх1=U_>пор, происходит переключение логических элементов и на выходе возникает сигнал U_>ВЫХ=U¹. В результате схема переходит в другое устойчивое состояние. Напряжение срабатывания можно определить из приведённого выше выражения (5.3), если принять U_>вх1=U_>пор, U_>ВЫХ=U¹, U_>вх=U_>срб:

U_>СРБ = U_>ПОР + (U_>ПОР  – U^>0)R_>1/R_>2  (5.4)

Естественно, что при U_>вх1>U_>срб на выходе схемы сохраняется состояние лог. «1».

При уменьшении U_>вхтриггер переходит в исходное состояние, когда U_>вх=U_>отп. Значение U_>отпопределяется из соотношения (5.3), если положить U_>вх1=U_>пор, U_>вых=U^>1, U_>вх=U_>отп. 

U_>ОТП= U_>ПОР + (U^>1 – U_>ПОР)R_>1/R_>2 (5.5)

Из соотношений (5.4) и (5.5) следует, что U_>срб>U_>отп и, таким образом, амплитудная передаточная характеристика несимметричного триггера на ЛЭ имеет петлю гистерезиса. Вычитая (5.5) из (5.4), получаем

U_>СРБ  – U_>ОТП = (U^>1 – U^>0)R_>1/R_>2

Откуда видно, ширина петли гистерезиса пропорциональна логическому перепаду ∆U_>Л.

Несимметричные триггеры применяют в качестве формирователей импульсов прямоугольной формы при воздействии на вход, например, синусоидального напряжения (Рисунок 53,б).

Поскольку выходное напряжение резко возрастает при U_>ВХ=U_>СРБ, то такие триггеры используют и в качестве компаратора напряжения — устройства, которое позволяет зафиксировать момент достижения сигналом некоторого заданного уровня.

Регистры — это функциональные узлы на основе триггеров, предназначенные для приёма, кратковременного хранения (на один или несколько циклов работы данного устройства), передачи и преобразования многоразрядной цифровой информации.

В зависимости от способа записи информации (кода числа) различают параллельные, последовательные и параллельно — последовательные регистры.

Запись кода в параллельные регистры осуществляется параллельным кодом, то есть во все разряды регистра одновременно. Их функция сводится только к приёму, хранению и передаче информации. В связи с этим параллельные регистры называют