Билет №14

Билет №14. Триггеры. Синхронный и асинхронный RS-триггеры. Назначение. УГО. Схема реализации.

Обычно нагрузка Rн подключается параллельно транзистору (рис.7) и существенно влияет на работу триггера.

Если транзистор закрыт, то нагрузка приводит к снижению потенциала его коллектора (а значит, и выходного напряжения), так как напряжение Ек делится между сопротивлениями Rк и Rн, и к уменьшению базового тока открытого транзистора. Транзистор может выйти из режима насыщения. Чтобы сохранить режим насыщения, надо уменьшать величину сопротивления резистора связи R1.

Когда транзистор открыт, нагрузка практически не влияет на его режим работы, так как сопротивление открытого транзистора мало.


Общие сведения и базовые понятия

Итак, триггер – это относительно простой электронный элемент, главным свойством которого является устойчивое сохранение своего состояния в течение длительного времени. Всего существует два возможных состояния: логический 0 (ноль) либо 1 (единица). Запись информации в триггер производится скачкообразным изменением его состояния под воздействием поступающих на входы специальных командных сигналов. Как правило, у любого триггера есть два выхода – прямой (отображающий текущее состояние элемента) и инверсный (принимающий противоположное прямому выходу значение).

Переходы между состояниями триггера происходят практически моментально, поэтому переходными задержками по времени на практике пренебрегают. Объем памяти одного триггерного элемента сравнительно невелик и, как правило, составляет 1 или несколько бит, что позволяет ему хранить отдельные небольшие кодовые комбинации, сигналы и так далее. Эти устройства являются базовыми элементами, из которых формируется оперативная память. В основе работы триггера лежит система, базирующаяся на двух и более логических элементах: И-НЕ либо ИЛИ-НЕ, которые включены по схеме с положительной обратной связью.

Триггерная схема может сохранять данные в памяти ровно до тех пор, пока присутствует питание.

При отключении питающего напряжения состояние элемента сбрасывается. Если затем снова включить ток, значение на выходе триггера может принять случайную величину – либо 0, либо 1. По этой причине при разработке цифровой схемы необходимо предусматривать момент приведения триггерных элементов в начальное состояние.

триггер

триггер

Сообщение Wintergreen » 05 окт 2014, 16:49

Re: триггер

Сообщение paradoxxx » 05 окт 2014, 17:07

Re: триггер

Сообщение Михайло » 05 окт 2014, 17:48

Re: триггер

Сообщение Михайло » 05 окт 2014, 17:59

Реле с катушкой 24 В, два замыкающих контакта минимум.

Можете смоделировать схему на симуляторе ПЛК. 😀 Потом поймете, что RS-триггер — отстой, реле рулез.

Re: триггер

Сообщение Barsik » 05 окт 2014, 19:52

Re: триггер

Сообщение Ryzhij » 05 окт 2014, 21:37

Re: триггер

Сообщение doza » 05 окт 2014, 22:11

Re: триггер

Сообщение Wintergreen » 05 окт 2014, 22:20

Re: триггер

Сообщение Михайло » 06 окт 2014, 04:16

Эт не я. Я просто подумал, что надо удлинить импульс, а надо наоборот укоротить.

Re: триггер

Сообщение Jackson » 06 окт 2014, 06:52

Есть готовые панели АПС, ставятся на лицо щита, 8-канальные с возможностью расширения. Тип AL8-2. Позже смогу сбросить ссылку.

А если без них то придется городить схему либо на поляризованном реле либо с диодами.

Re: триггер

Сообщение Jackson » 06 окт 2014, 14:59

Вдогонку.
Панель АПС — http://www.dvk-electro.ru/01panelInstr/panelaps.htm. Думаю, в существующую релейную схему впишется элементарно.

А вот в какую схему выливается схема АПС выполненная на реле. В этом примере обведены три сигнала, требующие полноценного алгоритма АПС:

  • пришел сигнал — звенит звонок, горит лампа
  • оператор увидел, квитировал (нажал кнопку «откл.звук»)
  • если на момент квитирования сигнал уже снялся — лампа гаснет, звонок замолкает
  • если на момент квитирования сигнал НЕ снялся — лампа горит, звонок замолкает
  • когда после квитирования сигнал снимается — лампа гаснет

Работает независимо для всех «каналов», на схеме их три.

По полной программе вообще-то требуется чтобы аварийный сигнал не горел а мигал до тех пор, пока он не квитирован — для этого внизу два реле времени, действуют не на все каналы а на одну лампочку всего. Как прикрутить мигание ко всем каналам — додумать несложно.

1. SW — кнопка любого типа.
2. Rel 1, Rel 2 — двухконтактное бистабильное реле 12 В, биполярное.
3. D1, D2, D3, D4, D5, D6 — выпрямительный диод 1N4001.
4. С1, С2 — электролитический конденсатор 10 мкФ / 25 В.
5. R1, R2 — 100 Ом / 0,25 Вт.
6. R3 — 4,7 кОм / 0,25 Вт.
7. S — двигатель постоянного тока на 12 В.

Здесь реализована смена полярности мотора при нажатии на кнопку, то есть его реверс. В общем используйте подобные решения в устройствах автоматики и управления, как более простые и надёжные (в зависимости от качества реле).

↑ Переключатель на триггере. Развитие схемы

После подачи питания, на прямом выходе триггера U3A установиться ноль, а по нажатию на кнопку будет происходить переключение. Будем считать, что реле подключено к прямому выходу триггера U3A.

Расширим функционал переключателя, добавив кнопку «Авария».

При нажатии аварийной кнопки прямой выход триггера установится в ноль и переключения будут невозможны до тех пор, пока нажата кнопка «ALARM1», так как удерживается вход RESET.

Задействуем второй триггер в корпусе чипа, он будет включать аварийную сигнализацию:

После подачи питания загорится красный светодиод, а по нажатию на «KEY1» произойдёт переключение. Нажатие на кнопку «ALARM1» установит прямой выход второго триггера в единицу, тем самым выключив первый триггер и запретив его переключения. Установки входов J=0 и K=1 второго триггера разрешают только переключение в 0 на прямом выходе. Таким образом, по нажатию на кнопку «KEY1» произойдёт снятие «Аварии», а переключение первого триггера возобновятся с повторного нажатия.

Собрав всё на макетной плате, столкнулся с одной проблемой, которая не возможна в симуляторе: дребезг контактов кнопки переключения. Долго не мог его побороть, пробовал ставить конденсаторы – не помогло. Триггер переключался хаотически. Применил радикальное решение: собрал одновибратор на таймере NE555 и дребезг как рукой сняло. Срабатывания стали абсолютно чёткими.

Статус аварии есть, а ни чем примечательным не выделяется — подумал я, и добавил «мигалку» красным светодиодом.
Для этого сделал мультивибратор на двух элементах 2И-НЕ микросхемы К561ЛА7 (CD4011), а на оставшихся двух собрал простую логику, запускающую «мигалку» при аварии. При номиналах, указанных на схеме, СИД будет мигать с частотой около 2 Гц.

Что такое триггер Шмитта

Триггер Шмитта — это электронный двухпозиционный переключающий элемент, статическая характеристика которого имеет зону неоднозначности (петлю гистерезиса). Это означает, что у данного элемента 2 порога переключения: при возрастании сигнала на входе от 0 до напряжения питания порог срабатывания будет одним (Uср), а при уменьшении от напряжения питания до 0 — другим (Uотп — отпускания). Причем Uср > Uотп. Таким образом для триггера Шмитта принципиально направление изменения сигнала. Изображение ниже иллюстрирует зависимость сигнала на выходе инвертирующего триггера Шмитта от уровня сигнала на входе.

Читайте также  Чем заменить терморезистор
Передаточная характеристика триггера Шмитта. Петля гистерезиса

Получившаяся на графике петля — это и есть петля гистерезиса (запаздывания), т.е. при изменении входного сигнала к исходному уровню выходной сигнал как бы запаздывает переключаться. Это свойство позволяет использовать триггеры Шмитта в фильтрах дребезга и для восстановления цифрового сигнала, искажённого в линиях связи. Давайте сравним реакцию на искаженный входной сигнал инвертирующего триггера Шмитта и обычного инвертора.

Сравнение сигналов на выходе обычного инвертора и инвертирующего триггера Шмитта (нижние два графика соответственно) при подаче на вход искаженного сигнала

При возрастании сигнала на входе инвертора до порога переключения Uпор на его выходе устанавливается низкий уровень. При повторном прохождении искаженным сигналом данного порога меняется и сигнал на выходе инвертора, что приводит к неверной интерпретации сигнала. Триггер Шмитта в данном случае изменит свое состояние при прохождении сигналом уровня Uср и дальнейшие колебания в зоне неоднозначности (между Uср и Uотп) не повлияют на его выход. Следующее переключение произойдет при снижении уровня сигнала на входе триггера до Uотп. Наличие гистерезиса у триггера Шмитта позволяет отсеять помехи, амплитуда которых меньше разности Uср и Uотп. Конкретные значения порогов переключения зависят от подаваемого на триггер напряжения, их можно найти в документации к соответствующей микросхеме.

Навигация по записям

Коэффициент деления частоты генератора тактовых импульсов и выдержки времени реле определяются уровнями логических сигналов на входах управления микросхемы К1 — K5 выводы 1, 12,13, 14, Книга из серии Библиотечка электротехника. После исчезновения обнуляющего импульса генератор ГИ начинает вырабатывать импульсы, которые поступают на вход счетчика Сч. Каждый дешифратор содержит по два механических переключателя, c помощью которых устанавливаются выдержки времени независимо во всех трех каналах цепях реле.

Книга из серии Библиотечка электротехника. После исчезновения обнуляющего импульса генератор ГИ начинает вырабатывать импульсы, которые поступают на вход счетчика Сч.

Допустимые отклонения напряжения питания от 0,8 до 1,1 Uном. Выходное реле ВЛ включается через установленное время после подачи напряжения питания и возвращается в исходное состояние при его снятии.

Может быть полезен студентам вузов. Структурная схема реле времени ВЛ

В данном случае используется та же микросхема KИE2, но работающая в режиме приема информации с входов предварительной установки S1 — S4.

Стабилизация напряжения питания ИМС обеспечивается параметрическим стабилизатором на основе стабилитрона VD6, токоограничивающего резистора R3, конденсатора С2.

Этот режим достигается подачей сигнала логического нуля на вход у микросхемы.
Компоненты часть 6, электромагнитные реле

Технические параметры

На модуле расположено одно реле фирмы SONGLE модель SRD-05VDC-SL-C или SRD-05VDC-SL-C (в 12В исполнении). Для быстрого подключения модуля реле, предусмотрены две группы контактов, первая группа «слаботочная» шаг 2,54 мм, вторая группа силовая, назначение каждого контакта можно посмотреть на рисунке ниже.

На задней части платы нарисован схема подключения нагрузки и указана модель реле, в моем случаи Low Level Trigger (переключение при «0»), так-же существует High Level Trigger (переключение при «1»), далее буду рассказывать о Low Level Trigger в 5В исполнении. Немного о работе модуля, при подключении к источнику питания 5В (VCC — 5В и GND — земля), загорается красный светодиод, реле остается в неизменном положении. Для переключения реле в другое положение, необходимо вывод IN подключить к земле, это можно осуществить с помощью контроллера Arduino или просто замкнуть IN1 с GND. В данном модуле не реализована гальваническая развязка, вывод IN подключен напрямую к управляющему транзистору, принципиальную схему 1-но кональнного реле, можно посмотреть ниже.

Заключение

Достоинство схем заключается в том, что входное напряжение меняется незначительно, когда выходное изменяется резко к высокому или низкому пороговому значению. Процесс проводится благодаря устройству обратной связи и делителя напряжения.

В чём польза триггера Шмитта? Они весьма востребованы тогда, где на входе присутствуют шумы. Применяется для преобразования входного сигнала в прямоугольные, пренебрегая высокочастотными помехами. Такая входная цепь осуществляет гистерезис, эффективно фильтрующий различные типы шумов. Использование устройства будет гарантировать, что на входе цифрового устройства всегда будет либо «один» или «ноль» и ничего между ними.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.