3.16 Триггеры на операционных усилителях

Операционные усилители без обратных связей неработоспособны. У них настолько велик коэффициент усиления (100000 и более) и настолько сильны внутренние паразитные ОС, что вместо нуля на входах и выходе, как должно быть в идеале, обычно присутствует насыщение, возможно наличие самовозбуждения. То есть они неуправляемы. Поэтому для цели активного усиления вводят отрицательные ОС с выхода на минус-вход.

Для построения тригерных схем вводят ПОС с выхода на плюс-вход. Ясно, что регенерационных процессов нет в связи с инерционностью каскадов ОУ. Выход, воздействуя на плюс-вход и усиливая в 100000 и более раз за счет ПОС удерживают состояние выхода то же, что и на плюс-входе.

Наиболее часто применяют инвертирующий и неинвертирующий триггеры (рисунок 3.41). У инвертирующего триггера сигнал переключения подается на минус-вход, обратная связь делится между резисторами R1 и R2 и подается на плюс-вход. Неинвертирующий триггер управляется по цепи плюсвхода, обратная связь такая же, как у инвертирующего триггера. Однако пороги, т.е. уровни срабатывания триггеров у этих двух схем разные. У первой

схемы на + входе выделяется напряжение	Uпор = Uвых	R1	= Uвых γ.
		R1 + R2

Следовательно, на вход должно быть подано напряжение, равное или превышающее Uпор :

Uвх ≥ Uвых γ

Рисунок 3.41 – Инвертирующий а) и неинвертирующий б) триггеры; в) процессы опрокидывания в инвертирующем триггере г) в неинвертирующем триггере на ОУ

142

Для второй схемы справедливы соотношения:

1Uпор отUвх = Uвх R1R+2R 2

2Uпор отUвых = Uвых R1R+1R 2

3	Uвх		R 2		= Uвых			R1
		R1					R1	+ R 2
			+ R 2
4	Uвх ≥ Uвых			R1		≥ Uвых γ
				R 2

В первой схеме порог γ определяет величину напряжения на + входе ОУ, который выделяется в режиме ожидания от Uвых . Если Uвых =12 В, R1 = R 2 , то

порог будет 6 В. При этом управляющий сигнал инвертируется выходом после достижения и превышения порога. Управляющий сигнал может быть синусоидальным, произвольным или импульсным, выход скачкообразный.

Во второй схеме напряжение сигнала управления на входе совпадает с напряжением скачка, поэтому триггер неинвертирущий. Для вывода порога составляются 2 условия: 1 и 2. Опрокидывание происходит в момент равенства этих двух напряжений и небольшого превышения входного над выходным. Из 4 следует, что если R1 = ∞ или R2 = 0 , то входное напряжение тоже ∞.

143