Таким образом, соотношение RdR может быть выбрано в пределах

<

после опрокидывания триггера, определяется параметрами цепи R, Rc, С:

Rc I

Rc 1

Примем Так как R и Rc долж-

R 10

ны быть больше Ra, примем R=500 ком, тогда Ra=50 ком.

При таком расчете не учитываются требования к быстродействию триггера. Поэтому полученные величины необходимо проверить на удовлетворение требованиям быстродействия по соотношениям, описанным выше.

При отсутствии паразитных емкостей в схеме происходит мгновенный переход схемы из одного устойчивого состояния в другое при воздействии запускающих импульсов. Однако наличие в реальной схеме паразитных емкостей ламп и монтажа приводят к тому, что скачки происходят за конечное время, необходимое для изменения зарядов паразитных емкостей.

Большое значение в ускорении процесса опрокидывания имеет конденсатор связи С (рис. 11-45). При отсутствии этого конденсатора нельзя добиться опрокидывания подачей коротких запускающих импульсов, так как скачок напряжения на аноде отпертой лампы передается на сетку запертой лампы через фильтр нижних частот с большой постоянной времени и эта лампа к моменту окончания пускового импульса не успеет отпереться.

С целью ускорения процесса опрокидывания триггера плечи R делителя R~Rc шунтируют конденсатором связи С. Его емкость должна быть во много раз больше входной емкости лампы. Обычно на практике емкость конденсаторов связи С=20 100 пф.

Длительность переходного процесса, определяющая активную длительность 1ф.я фронта перепада напряжения на аноде, зависит от постоянной времени анодной цепи:

Va 2 (C + Qb.x)

к2/?а(С--Свь,х), /? /?а.

где С - емкость конденсатора связи; Свых-выходная емкость запертой лампы.

Длительность среза выходного перепада напряжения определяется приближенно следующим выражением:

2Ra Rbx , 1 г 1 Ra + ЕХ

где Свх - входная емкость запертой лампы;

Rbx - сопротивление участка сетка- катод отпертой лампы.

Длительность стадии восстановления ts, обусловленная разрядом конденсатора С

R + Rc

Для повышения быстродействия триггера нужно в первую очередь уменьшать длительность стадии восстановления триггера. Для этого следует уменьшать величины сопротивлений R, Rc и емкость С конденсаторов связи.

Рис. 11-47. Триггер с катодным повторителем.

Одним из эффективных способов увеличения быстродействия симметричного триггера является применение в цепях обратной связи катодных повторителей (рис. 11-47). Напряжение с делителей поступает предварительно на катодные повторители Л, Лз, а затем - на основные усилительные лампы Лх и Применение катодных повторителей позволяет предельно уменьшить время восстановления. Это объясняется тем, что постоянная времени цепи восстановления уменьшается, так как динамическая входная емкость катодного повторителя невелика, и выходное сопротивление - мало.

Для уменьшения длительности переходной стадии триггера в сеточные цепи катодных повторителей включены диоды (ускоряющие заряд конденсатора связи), а в анодные цепи усилительных ламп включены корректирующие индуктивности (ускоряющие нарастание и спад потенциалов анодов). При тщательно сбалансированной схеме (для балансировки используются переменные резисторы в сеточных цепях катодных повторителей) быстродействие триггера, собранного по схеме на рис. 11-47, достигает 10 Мгц. Увеличение быстродействия триггера достигается также применением фиксирующих полупроводниковых диодов, включаемых в анодные цепи ламп триггеров, но при этом уменьшается величина перепада анодного напряжения.

Запуск триггера возможен различными способами. Запуск импульсами одной полярности, поступающими от одного источника, называют счетным. Запуск можно осуществлять также и от двух раздельных

источников путем подачи импульсов на различные лампы триггера (триггер с раздельными входами). Примеры практических схем триггеров с различными способами запуска приведены на рис. 11-48.

.0 +2506

Вход

Рис. 11-48. Схемы триггеров.

а - триггер с раздельными входами; б -триггер со счетным входом.

В цифровых вычислительных машинах, где наиболее широко применяется триггер, цепи запуска, как правило, совмешают с логическими схемами, например, типа И и ИЛИ. Однако независимо от этого запуск триггера может осушествляться путем подачи импульсов на сетки, аноды или катоды ламп триггеров. Подача импульсов запуска на сетки или аноды ламп осушествляется через разделительные конденсаторы малой емкости (10-200 пф) или через диоды, обычно полупроводниковые. При запуске импульсами положительной полярности их целесообразно подавать на катодное сопротивление в цепи автоматического смешения. В этом случае конденсатор, шунти-руюший катодное смешение, должен иметь малую емкость или может вовсе отсутствовать.

Мультивибраторы

К мультивибраторам относят группу импульсных устройств, содержащих два ре-зистивных усилителя, где выходное напряжение одного усилителя поступает на вход другого, причем одна из междукаскадных связей - емкостная, а другая - может быть емкостной или активной.

Мультивибратор может находиться в автоколебательном режиме (генерирование разрывных автоколебаний, богатых гармониками) и в заторможенном режиме (генерирование одиночных импульсов под воздействием внешнего пускового сигнала).

Наиболее распространены схемы мультивибраторов с емкостными анодно-сеточны-ми связями (основная схема), с анодно-ка-тодной связью и с катодной связью. Мультивибратор последнего типа обычно работает в заторможенном режиме и называется ждущим мультивибратором.

Мультивибратор в режиме автоколебаний. Автоколебания в мультивибраторе возникают при вьшолнении условий самовозбуждения: K\Ki>\, где К\ и УСг - коэффициенты передачи соответственно 1-го и 2-го усилителей с учетом цепей связи.

В процессе автоколебаний лампы или транзисторы периодически скачком переходят из отпертого состояния в запертое и обратно (перебросы схемы).

Перебросы разделены сравнительно продолжительными паузами, которые характеризуются медленными изменениями токов и напряжений.

В основной схеме лампового мультивибратора (рис. 11-49) параметры выбираются из условия: i?ai, R&i <Rcu Rc2- В.результате очередного переброса одна из ламп, например Л), отпирается, в то время как другая (Лг) запирается. На аноде отпирающейся лампы (Л)) возникает отрицательный, а запирающейся (Лг) - положительный перепады напряжения.

После переброса конденсатор Сг быстро заряжается через резисторы Ra2 (сравнительно небольшого сопротивления) и участок сетка - катод отперйй лампы Лй после этого на аноде запертой лампы Лг устанавливается напряжение Ея-

Отрицат&пьный перепад напряжения на аноде лампы Л) является началом процесса медленного разряда конденсатора Ci через резисторы Rc2, Rb2 и лампу Ль благодаря чему лампа Лг поддерживается в запертом состоянии. Постоянная времени разряда близка к величине Rc2Ci (поскольку Ri, Rbh с Rcu где Rbm - внутреннее сопротивление лампы). Длительность этого состояния определяется временем, необходимым для того чтобы напряжение на сетке лампы Лг достигло точки ее отпирания (напряжения отсечки Ес.о г) Возникновение тока лампы Лг ведет к уменьшению напряжения на ее аноде, которое через конденсатор Сг передается на сетку лампы Ль вызывая уменьшение ее анодного тока. Благодаря этому напряжение на аноде Лх возрастает, что вызывает дальнейший усиленный {KiK2>i) эост напряжения на сетке лампы Лг, и т. д. Лроцесс лавинообразно нарастает и прерывается запиранием лампы Лг. Этим начи-

Отсюда происходит название схемы, означающее, что в колебаниях содержится много гармоник.

нается процесс медленного заряда конденсатора Сг через сопротивление Rci с постоянной времени, близкой к величине RciC2 (так как Ra.2, /?внС Rci).

Таким образом, временные диаграммы напряжений на сетке состоят из отрезков экспонент, чередующихся с плоскими участками. Постоянные времени экспонент равны произведению емкости конденсатора и со-

-

а! 1 т с

U-O.Z

4Г\ ,

Рис. 11-49. Мультивибратор.

a - основная схема; б - временнйе диаграммы напряжений на сетках (и. и анодах Ugj и

j2 ламп; Tl и Га - время запертого состояния ламп Л\ п Лг. V экспонент помечены их постоянные времени.

Пример. Ли Лг -бНШ; С, = с2=150 пФ: J?ci = =i?c2=2* о- *; £g=250 в; Н.Н=Ъ ком: F= = - <=5 кгч; размах выходных импульсов = 150 в.

Противления резистора, соединенных с сеткой запертой на данном отрезке периода лампы (с1Сг для лампы Л\ и /сгСг для лампы Лг).

Длительность запертого состояния ламп Л] и Лг определяется соответственно соотношениями:

Ti = 2,37?ciC2lg%; (И-48)

T2 = 2,ZRCi\g

Ecol Ес.о2

, (11-49)

где /о1, 02- анодные токи ламп Л1 и Лг при нулевом напряжении на сетке.

Период колебаний мультивибратора Г =7-1-1-Га.

Обычно отношение TJT затруднительно получить больше чем 0,9 (или меньше 0,1), поскольку каждое опрокидывание завершается стадией установления напряжения на сетке и аноде, которая протекает по экспоненте с постоянной времени CzRs Для лампы Л) и CiR для лампы Лг (рис. 11-49,6), где

RasRcKl Г) /?а1с.к2

Rai + с.к1 aRc-aKRcKS-

Ral + Rc.K2

- сопротивления участка сетка - катод открытых ламп. Очередное опрокидывание возможно после окончания указанной стадии, т. е. спустя время

2,3R С2 и <з

2,3R Cj

В симметричном мультивибраторе: Rl = R2 = Ri Ral = Ra2 = Raj C, = Сг = C, лампы - однотипны,

Ti = n = 2,3RClg -z,

7==4,6i?Clg

loRa

(11-50)

Для ориентировочных прикидок можно принять

Tr;4,6RC.

При выборе параметров мультивибратора необходимо учитывать, что емкости конденсаторов должны в 10-15 раз превосходить входную емкость каждого каскада (обычно С 150 ч- 300 пф), а сопротивление в сеточных цепях должно быть в 50- 100 раз больше сопротивления участка сетка- катод лампы (при Ыс.к>0). Нагрузка в анодных цепях выбирается из условия обеспечения заданного перепада напряжения на аноде. Благодаря паразитным емкостям (и конденсаторам С) фронт перепадов напряжения на аноде отпирающейся лампы Л) и фронт перепада напряжения на аноде запирающейся лампы Лг имеют конечную длительность, равную соответственно:

<ф.о ~ 2 (Свых1 + Cbxz) ;

ai -г Abhz

/ф.а RaiiCi + Свыхг) ~ 2RaiCi;

здесь Real - внутреннее дифференци-

альное сопротивление открытой лампы;

Свых1=Сак1+См -выходная емкость, состоящая из емкости анод - катод лампы и емкости монтажа;