Astable flip-flop [AKO]

astable

A szakirodalomban megtalálhatjuk az összekapcsolt papucsok különböző összefüggéseit. Az alaptípus azonban két azonos polaritású tranzisztorral való összeköttetés, amint azt a fenti ábra mutatja. Az ábrán az S kapcsoló csatlakozik a tetejéhez, amelyet nem valódi, praktikus kapcsolatban használnak. Az áramkörünkben csak az áramkör kezdeti feltételeinek meghatározása céljából vesz részt, amikor figyelemmel kíséri az astable flip-flop áramkörben zajló folyamatokat, annál jobb és könnyebb megérteni annak működését. A jobb oldali ábra mutatja az egyes tranzisztorok kollektorainak és alapjainak feszültség hullámformáit.

A tranzisztorok, mint fentebb említettük, kapcsolt üzemmódban működnek. Mindaz, ami a „Tranzisztor kapcsolóként” altémakörben a „Logikai áramkörök” témakörben elhangzott, vonatkozik ennek az üzemmódnak a beállítására. Csak emlékeztetni fogjuk, hogy az R B alapellenállás és az R K kollektorellenállás megválasztásához a következő összefüggés érvényes:

ahol az ebben az egyenletben használt v tényező nem az adott tranzisztor tényleges áramerősítő tényezője, hanem a nyitott állapotban a tranzisztor 100% -os telítettségének elérése érdekében a következőket választjuk:

Я = (0,4-0,6). h 21

Két fő lépésben fogjuk figyelni az áramkörben zajló folyamatokat, amelyeket az S kapcsoló állapota határoz meg. Első lépésben, amikor az S kapcsoló nyitva van, meghatározzuk az áramköri változók alapértelmezett értékeit, amelyekre szükségünk van az áramkör folyamatainak figyelemmel kíséréséhez. A második lépésben, amikor az S kapcsoló zárva van, figyelemmel kísérjük a keletkező téglalap alakú jel előállításának folyamatát.

Az S kapcsoló nyitva van. A tápfeszültség bekapcsolása után a T 1 és T 2 tranzisztorok kinyílnak, eljutnak a telítettségi állapotba, mert az I B1 és I B2 áramok gerjesztik őket az R B1 és R B2 ellenállásokon keresztül a tápegység + U CC áramköréből. A tranzisztorok kollektor- és alapfeszültségeire írhatunk:

U K1 = U K2 = U Ksat = 0 V

U B1 = U B2 = + 0,6 V

A kollektorfeszültségekre nulla voltot írunk az egyszerűség kedvéért. Megtehetjük, mert az U Ksat kollektor telítettségi feszültség mindkét tranzisztoron, amikor ezek kis teljesítményt kapcsolnak (egységek akár tíz mW-ig) elérik a 0,1 V értéket.

Ebben az első lépésben még meg kell határoznunk a C 1 és C 2 kondenzátorok feszültségeit. A C 1 kondenzátor a T 1 tranzisztor kollektora és a T 2 tranzisztor bázisa között van összekötve, így egy kis pozitív feszültség lesz rajta, de az ábrával ellentétes irányban. A C 2 kondenzátor az R K2 ellenálláson keresztül csatlakozik a tápfeszültség forrás + U CC és a T 1 tranzisztor bázisa közé. Így írhatunk:

U C1 = 0,6 V és U C2 = + U CC - 0,6 V

Az S kapcsoló zárva van. T időpontban kapcsolja BE. A C 2 kondenzátor pozitív (+) kapcsa a T2 tranzisztor nyitott K - E csatlakozásán keresztül csatlakozik az áramkör elektromos földjéhez. A C 2 kondenzátor második kapcsa, azaz negatív (-), csatlakozik a T 1 tranzisztor aljához (kondenzátor a szaggatott vonalakon ábrázolt diagramon). A C 2 kondenzátor feszültségével - U C2 a T 1 tranzisztor alján negatív feszültség forrásaként működik, amely azonnal lezárja a T 1 tranzisztort. Az U KE1 kollektor feszültsége + U CC feszültségre növekszik, de nem azonnal, hanem egy bizonyos késéssel. Ezt az időkésleltetést a C 1 kondenzátor töltése adja meg az R K1 ellenálláson keresztül. Ennek az áramkörnek az időállandója:

A T 2 tranzisztor nyitva marad.

Ez az állapot, a T1 tranzisztor zárt és a T2 tranzisztor nyitva tart, addig tart, amíg a C 2 kondenzátort az U B2 feszültségtől az R B1 ellenálláson keresztül +0,6 V feszültségig töltjük. A t 1 időt, amelyre ez bekövetkezik, ennek az áramkörnek a t 1 időállandója befolyásolja. A t 1 részt az összefüggésből számoljuk:

t 1 = 0,69. t 1 = 0,69. C 2. R B1

Amint a C 2 kondenzátor feszültsége eléri a +0,6 V-t, megnyílik a T 1 tranzisztor. A C 1 kondenzátor pozitív (+) kapcsa a T 1 tranzisztor nyitott K - E csatlakozásán keresztül csatlakozik az áramkör elektromos földjéhez. Mivel a C 1 kondenzátor negatív (-) kapcsa a T 2 tranzisztorra épül, az U C1 feszültségű kondenzátor a T 2 tranzisztor azonnali bezárását okozza. Itt sem az U KE2 kollektorfeszültség változik azonnal + U CC feszültségre, hanem egy bizonyos késéssel, amelyet a C 2 kondenzátor R K2 ellenálláson keresztül történő feltöltésének időállandója ad. Ez az időállandó:

Ez az állapot, a T2 tranzisztor zárt és a T 1 tranzisztor nyitva van, addig tart, amíg a C 1 kondenzátor az U C1 feszültségtől az R B2 ellenálláson keresztül +0,6 V feszültségig töltődik. A t 2 időt, amelyre ez bekövetkezik, ennek az áramkörnek a t 2 időállandója befolyásolja. A t 2 részt az összefüggésből számoljuk:

t2 = 0,69. t2 = 0,69. C 1. R B2

Amint a C 1 kondenzátor feszültsége eléri a +0,6 V-ot, a T 2 tranzisztor kinyílik, és összeköti a C 2 kondenzátor pozitív kapcsait az áramkör földelésével. Ezzel elérkeztünk a téglalap alakú jel új periódusának létrehozásához. A téglalap alakú jelzés időtartamát a t 1 és t 2 idők összege adja .

T = t 1 + t 2 oszcillációs periódus és f = 1/T rezgési frekvencia

Jegyzet: A t 1 és t 2 idõk kiszámítására szolgáló összefüggések levezetése monostabil flip-flop áramkörrel történik, a kapcsolási rajz jobb áttekinthetõsége érdekében .

Mint mondtuk, az S kapcsolót a gyakorlatban nem használják. Valódi áramkörben az egyik tranzisztor mindig korábban nyílik, mint a másik, és így bekövetkezik az áramkör rezgése. Amint azonban az astable flip-flop áramkör diagramjáról látható, az áramkör szimmetrikus a szimmetriatengely mentén (az ábrán látható). Ha a megfelelő szimmetrikus elemek abszolút azonosak voltak (R K1 = R K2, C 1 = C 2 stb.), Akkor az áramkör nem rezgett, mert a tápfeszültség + U CC csatlakoztatása után mindkét tranzisztor azonos sebességgel érné el a telítettség állapotát .

Ezen az alapkapcsolaton és a lenyűgöző flip-flopon kívül még sok más kapcsolat létezik, akár tranzisztorokkal, operációs erősítőkkel, TTL vagy CMOS logikai áramkörökkel, akár erre a célra tervezett speciális integrált áramkörökkel. Néhányukat a következő képeken mutatjuk be.

& nbsp Végül elmondhatjuk, hogy a könnyen kezelhető flip-flop áramkört alacsony frekvenciájú, automatizálási és digitális technológiában használják robusztus vagy impulzusos jelek forrásaként.

. Az oldalak vagy azok részeinek "kvázi szerzői" és kereskedelmi célú felhasználása ellentétes a szerzői jogokkal, és csak a szerző beleegyezésével lehetséges . Felkészítő: Ing. Alexander Ћatkoviič Küldjön észrevételeket vagy kérdéseket a címre