Читаем Электроника в вопросах и ответах полностью

Электроника в вопросах и ответах

Триггером Шмитта называется схема (рис. 10.26), в которой оба каскада соединены ветвью, в которой происходят суммирование сигналов из двух каскадов и обратная подача этих сигналов на выходы. Такое решение используется в мультивибраторах с общим эмиттерным резистором. Для каждого из каскадов на этом резисторе возникает ООС, одновременно образуется ПОС, так как часть выходного напряжения второго каскада через этот резистор подводится к первому каскаду. Отрицательная обратная связь стабилизирует рабочую точку, а, кроме того, при соответствующем подборе элементов цепи (например, при большом сопротивлении эмиттерного резистора) может не допускать возникновения «перевозбуждения» в схеме. При этом схема работает без захода в область насыщения, благодаря чему получают импульсы с крутыми фронтами и малой временной задержкой, называемой гистерезисом по отношению к запускающим импульсам. Связь с выхода первого каскада на вход второго осуществляет резистор или диод. Это связь по постоянному току. Триггеры Шмитта применяют в качестве схем с одним или двумя устойчивыми состояниями, а также для формирования прямоугольных колебаний.

Достоинство схемы заключается, в частности, в том, что вход схемы не охвачен петлей ОС и поэтому на входе отсутствуют сигналы, генерируемые схемой. Кроме того, выход схемы хорошо развязан от входа.

Рис. 10.26.Схема триггера Шмитта (а) и формы управляющего и выходного напряжения (б)

Как работает триггер Шмитта?

Схема триггера Шмитта показана на рис. 10 26. Работа схемы протекает следующим образом Если напряжение па входе (управляющее напряжение) равно нулю, транзистор Т₁ заперт. В это время проводит транзистор T₂, так как на него поступает соответствующее смещение с делителя R_к, R₁, R₂. Делитель, смещающий транзистор Т₂ (в основном R_к), подобран таким образом, чтобы транзистор Т₂не работал в режиме насыщения. Протекающий через транзистор Т₂ ток создаст падение напряжения на эмиттерном резисторе R_э, а это в свою очередь вызывает еще более глубокое запирание транзистора Т₁. Увеличение входного напряжения выше определенного уровня вызывает отпирание транзистора Т₁ и быстрый переход схемы в другое состояние. В этом состоянии напряжение на коллекторе транзистора Т₁ убывает и, следовательно, уменьшается напряженке на базе транзистора T₂, и он закрывается. Триггер остается в этом состоянии до тех пор, пока входной сигнал выше порогового уровня. Выходное напряжение в этом состоянии достигает своего максимального значения. Если управляющее транзистором Т₁ напряжение уменьшается ниже порогового уровня, наступает рост напряжения на коллекторе транзистора Т₁, а следовательно, увеличение напряжения на базе транзистора Т₂, так что транзистор Т₂ начинает проводить ток и происходит переброс схемы в первое состояние.

Из приведенного описания вытекает одно из типичных применений триггера Шмитта — использование его в качестве генератора прямоугольных колебаний. Триггер Шмитта применяется также в качестве амплитудного дискриминатора или порогового детектора.

Существуют многочисленные схемные модификации триггера Шмитта.

Что такое генератор Миллера?

Это схема, генерирующая напряжение линейной формы (пилообразное — прим. перев.), в которой для повышения линейности этого колебания используется ОС. Схема такого интегратора изображена на рис. 10.27.

Транзистор работает по схеме усилителя с ОЭ с высоким усилением и инверсией фазы. В этой схеме емкость С цепи с ОС, включенная между коллектором и базой, может быть пересчитана на входные зажимы как емкость С', умноженная на коэффициент усиления каскада по напряжению. Конденсатор С' заряжается от источника напряжения постоянным током через резистор R; напряжение на конденсаторе нарастает линейно. Если замкнуть ключ К, то конденсатор разряжается, а транзистор проводит ток. На выходе схемы получают колебание пилообразной формы. Прямоугольное колебание, подведенное к базе транзистора непосредственно или через дополнительный ключевой каскад, обеспечивает их работу в качестве ключей. Схема преобразует управляющее прямоугольное колебание в выходное пилообразное колебание подобно тому, как это делает интегрирующая цепь, отсюда часто встречаемое название интегратор Миллера.