6.3. Релаксационные схемы на логических элементах
Релаксационные схемы реализуются не только на транзисторах, но и на интегральных логических схемах, которые будут рассмотрены позже.
6.3.1. Триггеры
Вернемся к триггеру (см. рис. 6.4). Транзистор T1 проводит ток, если к резистору
R1 или R2 приложено положительное напряжение. Если еще учесть инвертирование уровня, осуществляемое транзистором, станет ясно, что элементы R1, R2, T1 и RC образуют логический элемент ИЛИ–НЕ. Это справедливо и в отношении другой половины схемы. Применив соответствующие схемные обозначения, получим схему (рис. 6.12), описываемую таблицей истинности (табл. 6.3).
Рис. 6.12. Триггер из логических Таблица 6.3. Таблица истинности
элементов ИЛИ–НЕ
6.3.2. Одновибратор
Нетрудно получить короткие импульсы длительностью, равной нескольким временам срабатывания логического элемента, с помощью схемы, представленной на
рис. 6.13. Пока входная переменная x = 0, на выходе логического элемента И имеет место 0. При x = 1 на выходе элемента И сохраняется единица, пока сигнал проходит цепочку инверторов. При обращении сигнала в 0 условие совпадения двух единиц на входе элемента И перестает выполняться.
Рис. 6.14 иллюстрирует прохождение сигнала. Длительность выходного импульса равна задержке в цепочке инверторов и задается соответствующим нечетным числом логических элементов..
Задерживающая цепочка становится слишком громоздкой, когда требуются большие длительности включения. В таком случае выгоднее применять интегральные
одновибраторы, длительность включения которых задается внешней RC-цепочкой.
Рис. 6.13. Одновибратор с коротким временем срабатывания; длительность включения te равна суммарному времени прохождения сигнала в инверторах |
Рис. 6.14. Временная диаграмма сигнала; t1 - время прохождения сигнала для логического элемента И |
Если на рис. 6.13 элемент И заменить элементом Исключающее ИЛИ–НЕ, получим одновибратор, который выдает импульсы при прохождении фронта каждого входного сигнала. Соответствующая схема показана на рис. 6.15, а прохождение сигнала – на рис. 6.16. В стационарной ситуации входы элемента Исключающее ИЛИ–НЕ комплементарны и выходной сигнал равен нулю. При изменении состояния входной переменной x на этом элементе благодаря задержке за счет инверторов возникают одинаковые входные сигналы. В указанный период выходной сигнал равен единице.
Рис. 6.15. Одновибратор с запуском от обоих фронтов; длительность импульса te = 3tpd |
Рис. 6.16. Временная диаграмма сигнала; t1 = время прохождения сигнала для элемента Исключающее ИЛИ–НЕ |
6.3.3. Мультивибратор
Простой мультивибратор из двух инверторов представлен на рис. 6.17. Временная диаграмма напряжения приведена на рис. 6.18.
Рис. 6.17. Мультивибратор с двумя инверторами; период колебаний T = 2…3 RC |
Рис. 6.18. Временная диаграмма сигнала; порог переключения VS |