Тригер шмитта

Союз Советскид Социалистически ОПИСА ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВИД еспубли) Дополнительное к авт, с 22) Заявлен 4, 77 (21) 5 исоединением заявки М Государственный ком СССР оо делам изобретен н открытий3) ПриоритетОпубликован 12,80. Б Дата опубликования спи 2) Авторыизобретения Дворник и Скавронск иевский инсти 71) Заявитель автоматики им. ХХУ съезда КПСС 54) ТРИГГЕР ШМИТТ о цсыхревклюя пи Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, промышленной электронике и других смежных областях.Известны триггеры Шмитта, в .которых регулирование гистереэ са достигается подбором коллекторных сопротивлений, установкой резисторов в цепь эмиттера каждого транзистора и включением между змиттерами полупроводникового диода, шунтированного переменным резистором, а также использованием резисторного делителя напряжения питания в цепи базы выходного транзистора или дополнительного транзистора 1 Я 41.Общим недостатком известных триггерон Шмитта является изменение петли гистереэиса при изменении порога срабатывания.Наиболее близким тех ическим шением к предлагаемому вляется гер Шмитта, также содер ащий входной транзистор, коллектор которого через резистор подключен к шине питания, выходной транзистор, подключенный базой к коллектору входного транзистора, а коллектором - через резистор к шине питания, дополнии 20 н я ж н тельныи транзистор, связанный ипи эмиттера с эмиттерами основнтранзисторов, и трехсекционныйзисторный делитель напряжения,ченный между полюсами напряженитания 4.Цель изобретения - обеспечениепостоянства гистерезиса при изменении порога срабатывания.10 Укаэанная цель достигается тем,что средний вывод переменного резистора, являющегося средней секцией резисторного делителя напряженияпитания, через дополнительный пе 15 ременный резистор подсоединен к эмиттерам входного и выходного транзисторов, при этом база дополнительного транзистора через резистор подключена к коллектору входного транзистора и через другой резистор - кобШей шине, коллектор - через резистор к шине гитания, а эмиттер - черезрезистор к базе выходного транзистора и через полупроводниковый диод25 к эмиттерам входного и выходноготранзисторов.На чертеже приведена принципиальая схема триггера Шмитта, выполненного согласно предлагаемому изоб 30 ретению,40 Триггер Шмитта выполнен на транзисторах 1 и 2 по схеме двухкаскадного усилителя напряжения с регулируемой эмиттерной связью через. резисторы 3-6.Нелинейная активно-реэистивная крол",лекторно"базовая связь транзисторов 1и 2 осуществляется через резистор 7,дополнительный транзистор 8, полупроводниковый диод 9 и токоограничивающий резистор 10.Эмиттерные резисторы 4 и 5 явля- Оются секциями трехсекционного резистивного делителя напряжениярезисторы 4, 5, 6,), включенного между полюсами источника напряжения питания.Напряжение с шины питания 11 через резисторы 12-14 подается на коллекторы транзисторов 1, 8 и 2 соответственно.База выходного транзистора 2 подсоединена к общей шине 15 через вы- щсокоомный резистор 16, база дополнительного транзистора 8 - к обШейшине 15 через такой же высокоомныйрезистор 17.Источником входного сигнала является генератор 18 с внутренним сопротивлением 19, последовательно скоторым включен токоограничительныйрезистор 20.Величина сопротивления резистора12 больше. (примерно на 10) сопротивления параллельно включенных резисторов 13 и 14, а суммарная величина сопротивлений резисторов 4-6на порядок ниже величины сопротивления резистора 12, 35Устройство работает следующим об-разом,В исходном состоянии переменныйрезистор 3 выведен, в этом случаегистерезис минимален, а средний вывод переменного резистора 5 установлен в среднее положение. Напряжение,снимаемое с резистора 5, равно половине напряжения источника питания.Пусть уровень входного напряженияменьше по абсолютной величине напряжения на эмиттере транзистора 1, заданного делителем напряжения питания. При этом транзистор 1 заперт,а ток во входной цепи транзистора 8определяется половиной напряжения ипоследовательной цепочкой: резисторы 12-7- входное сопротивление транзистора 8 - прямое сопротивление диода 9. Этот ток (при соответствующейвелиЧине сопротивления резистора 10)55обеспечивает открытое состояние транзистора 8, При этом падение напряжения на диоде 9 является достаточнымдля обеспечения через резистор 10входного тока, насыщающего транзистор.2,При повышении уровня входного напряжения относительно уровня напряжения, снимаемого с резистора 5,входной транзистор 1 начинает откры- б 5 наться. Открывание транзистора 1 вызывает уменьшение падения напряжения между его коллектором и эмиттером, которое является входным длятранзистора 8, Это напряжение будетзакрывать транзистор 8 не изменяя режима транзистора 2, пока ток черезтранзистор 8 не уменьшится до токазакрывания диода 9.Пока диод 9 открыт, транзисторы1 и 8 работают в режимеусиления. Вэтом режиме ток через открывающийсятранзистор 1 увеличивается, а черезтранзистор 8 уменьшается. Это обусловливает стабилизирующее действиена уровень эмиттерного Потенциала,а значит и на уровень выходного напряжения на коллекторе открытоготранзистора 2.При дальнейшем увеличении входного напряжения и достижения им некоторого порога произойдет переключение триггера. Переключение происходит следующим образом. Диод 9 запирается и уменьшающийся ток транзистора 8 вызывает запирание выходного транзистора 2, при этом его,уменьшающийся ток и, в меньшей мере,уменьшающийся ток,транзистора 8 вызовут некоторое понижение напряженияна эмиттере входного транзистора 1,что ускорит его открывание.Совместное действие открываниятранзистора 1, включенного по схемеусиления напряжения, усилителя токана транзисторе 8 и нелинейностц начального участка вольт-амперной характеристики диода 9 ускоряет закрывание транзистора 2,который, в своюочередь, по эмиттеру открывает транзистор 1.Таким образом, открывание транзистора 1 вызывает запирание транзисторов 8 и 2, а их запирание, всвою очередь, вызывает отпираниетранзистора 1, что образует положительную обратную связь, которая обеспечивает лавинообразное протеканиепроцесса срабатывания триггера Шмитта,По окончании переброса устройствобудет находиться в следующем соотно-шении: транзистор 1 будет открыт инасыщен, а транзисторы 8 и 2 запертыобратным входным напряжением, пода"ваемым через высокоомные резисторысмещения 17 и 16 соответственно.Дальнейшее увеличение входного напряжения глубже насыщает входной тран 4эистор 1, но это не влияет на состояние триггера.Рассмотрим возврат триггера в исходное состояние.При понижении уровня входного напряжения транзистор 1 вначале выходитиэ насыщенного состояния, а затемначинает запираться.Процесс запирания входного транзистора в обычном триггере характе 790244Формула изобретения 1, "Радио", М 4, 1973, с. 59.2. Авторское свидетельство СССРР 302816, кл. Н 03 К 3/295, 19693. Патент ФРГ Р 1923211,кл. 21 а 36/02, 1969.4. Авторское свидетельство СССРР 482881, кл. Н 03 К 5/20, 1973 (прототип). ризуется сильной отрицательной обратной связью по току со стороны общего эмиттерного резистора. Глубинаэтой связи определяет величину гистерезиса.В предлагаемом устройстве понижение эмиттерного тока (закрывание транзистора 1) незначительно сказываетсяна уменьшении эмиттерного потенциала,так как его величину задает дополнительный низкоомный резисторный делитель. Это позволяет уменьшить гйстеОрезис устройства и вместе с тем обеспечить его постоянство при уменьшении порога срабатывания,Влияние эмиттерного потенциала напроцесс открывания выходного транзистора 2 незначительно. Определяющим Фактором является величина напряжения участка коллектор-эмиттертранзистора 1, то есть степень егозакрывания. 20Если это напряжение оказалось достаточным для обеспечения дополнительным транзистром 8 минимального открывающего тока для выходного транзистора 2, то этот минимальный ток будет 2толчком к протеканию лавинообразногорегенеративного процесса,Его течение происходит следующимобразом.Появившийся коллекторный ток выходного транзистора 2 создает падение напряжения на общем эмиттерномсопротивлении из резисторов 5 и 4,запирающее входной транзистор 1. Входной транзистор 1 запираясь, увеличивает открывающее входное напряжениедля дополнительного транзистора 8,ток которого, пока не откроется диод9, будет током базы для выходноготранзистора 2. Диод 9 использован какопорный элемент с целью ограничения 40максимального тока базы транзистора2.При открывании диода 9 выходнойтранзистор 2 насыщается, входнойтранзистор 1 полностью запирается, 4транзистор 8 насыщается.Работа устройствасущественно неизменяется при любых значениях сопротивления переменного резистора 5.Эффект формированного открываниявыходного транзистора 2 эмиттернымтоком дополнительного транзистора 8(с последующим его ответвлением через диод 9 позволяет в широких пределах изменять порог срабатываниябез существенного изменения гистерезиса.Гистерезис можно увеличить, увеличивая сопротивление переменногорезистора 3. В этом случае искусственно повышается выходное сопротивле- щние делителя 4-6 и соответственно понижается напряжение отпускания.В зоне потенциалов, прилегающих кпотенциалу шины питания, схема неработоспособна, так как не обеспечива- д ется минимальное напряжение участков коллектор-эмиттер полупроводниковых Триодов. Для обеспечения работоспособности схемы служит низкоомный резистор 6.В зоне потенциалов, прилегающих к нулевому потенциалу общей шины, отсутствует триггерный эффект. Это объясняется тем, что с ростом напряжения на участке коллектор-эмиттер запертого дополнительного транзистора 8 увеличивается его начальный ток, который создает открывающее смещение на базе транзистора 2. Для обеспечения работоспособности схемы в этом случае служит низкоомный резистор 4. Таким образом, использование нелинейной активно-резистивной между- каскадной связи обеспечивает возможность регулирования пороговых уровней входного напряжения при незначительном изменении гистерезиса. Триггер Шмитта, содержащий входной транзисторколлектор которого через резистор подключен к шине питания, выходной транзистор, подключенный базой к коллектору входного транзистора, а коллектором - через резистор к шине питания, дополнительный транзистор, связанный по цепи эмиттера с эмиттерами основных транзисторов, и трехсекционный резисторный делитель напряжения, включенный между полюсами напряжения питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения постоянства гистерезиса при изменении порога срабатывания, средний вывод переменного резистора, являющегося средней секцией упомянутого резисторного усилителя, через дополнительный переменный резистор подсоединен к эмиттерам входного и выходного транзисторов, при этом база дополнительного транзистора через резистор поцключена к коллектору входного транзистора и через другой резистор - к общей шине, коллектор - через резистор к шине питания, а эмиттер - через резистор к базе выходного транзистора и через полупроводниковый диод к эмиттерам входного и выходного транзисторовИсточники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитеТех е М,А. Вве олинка с К кто О. Вйлак Тираж 995 Подписи НИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий 1 еСР 3035 Мооква Ж 35 Раушокая наб. , 4 5леал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна