Flip-flop rezistent [AKO]

este conectat

În literatura de specialitate găsim diverse conexiuni de flip-flops astabili. Cu toate acestea, tipul de bază este o conexiune cu doi tranzistori de aceeași polaritate, așa cum se arată în figura de mai sus. În diagramă, comutatorul S este conectat la partea de sus, care nu este utilizat într-o conexiune reală, practică. Este implicat în circuitul nostru numai în scopul definirii condițiilor inițiale ale circuitului atunci când se monitorizează procesele care au loc în circuitul de flip-flop astabil, cu atât este mai bine și mai ușor să înțelegem funcționarea acestuia. Diagrama din dreapta arată formele de undă de tensiune de pe colectoarele și bazele tranzistoarelor individuale.

Tranzistoarele, așa cum am spus mai sus, funcționează în modul comutat. Tot ce s-a spus în sub-subiectul „Tranzistor ca comutator” din subiectul „Circuite logice” se aplică setării acestui mod de funcționare. Vă reamintim doar că pentru alegerea rezistorului de bază R B și a rezistorului colector R K se aplică următoarea relație:

în cazul în care factorul v utilizat în această ecuație nu este factorul actual de amplificare a curentului h 21 al tranzistorului dat, dar pentru a obține o stare 100% saturată a tranzistorului în stare deschisă, se alege următorul:

Я = (0,4 până la 0,6). h 21

Vom monitoriza procesele care au loc în circuit în doi pași principali, care vor fi determinați de starea comutatorului S. În primul pas, când comutatorul S este deschis, definim valorile implicite ale variabilelor circuitului de care avem nevoie pentru a începe monitorizarea proceselor din circuit. În al doilea pas, când comutatorul S este închis, vom monitoriza procesul de generare a semnalului dreptunghiular rezultat.

Comutatorul S este deschis. După aplicarea tensiunii de alimentare, tranzistoarele T 1 și T 2 se deschid, acestea ajung la starea de saturație deoarece sunt excitate de curenții I B1 și I B2 prin rezistențele R B1 și R B2 de la sursa de alimentare + U CC. Pentru tensiunile de colector și de bază pe tranzistoare putem scrie:

U K1 = U K2 = U Ksat = 0 V

U B1 = U B2 = + 0,6 V

Pentru tensiunile colectorului scriem zero volți pentru simplificare. Putem face acest lucru deoarece tensiunea de saturație a colectorului U Ksat la ambii tranzistori, atunci când aceștia comută puteri mici (unități de până la zeci de mW), atinge o valoare de aproximativ 0,1 V.

În acest prim pas trebuie să definim tensiunile condensatoarelor C 1 și C 2. Condensatorul C 1 este conectat între colectorul tranzistorului T 1 și baza tranzistorului T 2, deci va exista o mică tensiune pozitivă pe acesta, dar în direcția opusă decât avem în diagramă. Condensatorul C 2 este conectat prin rezistorul R K2 între sursa de tensiune de alimentare + U CC și baza tranzistorului T 1. Deci putem scrie:

U C1 = 0,6 V și U C2 = + U CC - 0,6 V

Comutatorul S este închis. La ora t, porniți ON. Terminalul pozitiv (+) al condensatorului C 2 este conectat la masa electrică a circuitului prin joncțiunea deschisă K - E a tranzistorului T 2. Al doilea terminal al condensatorului C 2, i. negativ (-), este conectat la baza tranzistorului T 1 (condensator pe diagrama prezentată în linii punctate.) Condensatorul C 2 cu tensiunea sa - U C2 la baza tranzistorului T 1 acționează ca o sursă de tensiune negativă, care închide imediat tranzistorul T 1. Tensiunea pe colectorul său U KE1 crește la tensiunea + U CC, dar nu imediat, ci cu o anumită întârziere. Această întârziere este dată de încărcarea condensatorului C 1 prin rezistorul R K1. Constanta de timp a acestui circuit este:

Tranzistorul T 2 rămâne deschis.

Această stare, tranzistorul T 1 închis și tranzistorul T 2 deschis, va dura până când condensatorul C 2 este încărcat de la tensiunea - U C2 la tensiunea +0,6 V prin rezistorul R B1. Timpul t 1 pentru care se întâmplă acest lucru este influențat de constanta de timp t 1 a acestui circuit. Partea t 1 se calculează din relația:

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

De îndată ce tensiunea condensatorului C 2 ajunge la +0,6 V, tranzistorul T 1 se deschide. Terminalul pozitiv (+) al condensatorului C 1 este conectat la masa electrică a circuitului prin joncțiunea deschisă K - E a tranzistorului T 1. Deoarece terminalul negativ (-) al condensatorului C 1 se bazează pe tranzistorul T 2, condensatorul cu tensiunea sa - U C1 determină închiderea imediată a tranzistorului T 2. Și aici, tensiunea colectorului U KE2 nu se schimbă imediat la tensiunea + U CC, ci cu o anumită întârziere, dată de constanta de timp de încărcare a condensatorului C 2 prin rezistorul R K2. Această constantă de timp este:

Această stare, tranzistorul T 2 închis și tranzistorul T 1 deschis, va dura până când condensatorul C 1 este încărcat de la tensiunea - U C1 la tensiunea +0,6 V prin rezistorul R B2. Timpul t 2 pentru care se întâmplă acest lucru este influențat de constanta de timp t 2 a acestui circuit. Partea t 2 se calculează din relația:

t 2 = 0,69. t 2 = 0,69. C 1. R B2

De îndată ce tensiunea condensatorului C 1 ajunge la +0,6 V, tranzistorul T 2 se deschide și conectează terminalul pozitiv al condensatorului C 2 la masa electrică a circuitului. Acest lucru ne aduce la începutul generării unei noi perioade de semnal dreptunghiular. Perioada semnalului dreptunghiular este dată de suma timpilor t 1 și t 2 .

perioada de oscilație T = t 1 + t 2 și frecvența de oscilație f = 1/T

Notă: Derivarea relațiilor pentru calcularea timpilor t 1 și t 2 se face cu un circuit flip-flop monostabil, pentru o mai bună claritate pe schema circuitului .

După cum am spus, comutatorul S nu este folosit în practică. Într-un circuit real, unul dintre tranzistoare se deschide întotdeauna mai devreme decât celălalt și astfel apare oscilația circuitului. Cu toate acestea, după cum se poate observa din diagrama circuitului de basculă, circuitul este simetric de-a lungul axei de simetrie (indicat în figură). Dacă elementele corespunzătoare din simetrie erau absolut identice (R K1 = R K2, C 1 = C 2 etc.), atunci circuitul nu a oscilat, deoarece ambii tranzistori ar atinge starea de saturație la aceeași viteză după conectarea tensiunii de alimentare + U CC .

În plus față de această conexiune de bază și de flip-flopul stabilit, există multe alte conexiuni, fie cu tranzistoare, amplificatoare operaționale, circuite logice TTL sau CMOS sau circuite integrate speciale concepute în acest scop. Unele dintre ele le vom arăta în imaginile următoare.

& nbsp În cele din urmă, putem spune că circuitul de flip-flop astabil este utilizat în frecvență joasă, automatizare și tehnologie digitală ca sursă de semnale robuste sau de impuls.

. Utilizarea conținutului paginilor sau a părților lor în scopuri „cvasiautoriale” și comerciale este contrară drepturilor de autor și este posibilă numai cu acordul autorului . Pregătit de: Ing. Alexander Ћatkoviič Trimiteți comentarii sau întrebări la adresa