24) Klopné obvody
Tranzistor ve spínacím režimu.
Definice impulsu, základní parametry.
Druhy klopných obvodů, schéma, popis funkce.
Měření parametrů klopných obvodů.
Klopné obvody jsou obvody, které generují výstupní signál z napájecího stejnosměrného napájení.
Rozdělujeme je podle funkce na astabilní, bistabilní a monostabilní.
Tranzistor ve spínacím režimu
V klopných obvodech je tranzistor zapojený v tzv. spínacím režimu. To znamená že se pohybuje
mezi hodnotami saturace – buď je úplně uzavřený, nebo úplně otevřený a v tom případě do jeho báze teče
saturační proud a jsou na něm saturační napětí. Jinými slovy se tranzistor pohybuje mezi dvěma koncovými
body pracovní přímky.
Definice impulsu, základní parametry
impuls = signál na výstupu zařízení, který trvá určitou dobu a v maximu má definovatelnou amplitudu(víme
kde má maximum)
A - amplituda
0,1A – deset procent amplitudy
0,9A – devadesát procent amplitudy
Písmena není důležitý říct doslovně, hlavně vědet co co
znamená
základní parametry
Doba náběhu impulsu tr – je nejčastěji definována jako nárůst impulsu z hodnoty 0,1A na 0,9A, kterou
impuls nabývá po spuštění překmitu čela
Překmit čela γr – je určen poměrem maximální hodnoty překmitu ∆ar přes jmenovitou úroveň a ke jmenovité
hodnotě A a udává se obvykle v procentech:
Šířka impulsu – u obecného impulsu je třeba upřesnit určením úrovně impulsu, ke které šířku impulsu
vztahujeme – nejčastěji uvažujeme šířku impulsu na úrovni 0, označenou symbolem ti, někdy je šířka
uvažována na úrovni 0,5A a označena symbolem ta
Doba doběhu tf – čas nutný k poklesu impulsu z 0,9A na 0,1A
Dokmit impulsu γz – určen poměrným překmitnutím signálu pod nulovou úroveň vyjádřeným obvykle v
procentech:
Střída impulsů – poměr doby impulsu a doby pauzy mezi impulsy
Druhy klopných obvodů
Astabilní klopné obvody- nemají žádnou klidovou polohu, neustále kmitají
Ve chvíli popisování je T1 otevřený a T2 zavřený. C1 je nabitej
na obrácenou polaritu než je na obrázku, protože když byl ještě T2
otevřený, tak skrz něj šel napájecí proudu rovnou do země. Takže se
nabyl tak, že má na straně k zemi minus a na straně k T1 plus.Tímhle
napětím z kondenzátoru C1 se tranzistor T1 drží otevřený. Mezitím přes
otevřený T1 a C2 jde proud mezi napájecím napětím a zemí. C2 se zase
nabíjí tak, že má plus vpravo, směrem k T2. Když na něm bude dost
velké napětí, aby se T2 otevře, na jeho kolektoru klesne napětí, to se přes C1 přenese zpátky na T1 a ten se
zavře. Začne se zase nabíjet C1 přes otevřený T2 a když ne něm bude dost velké napětí tak se T1 se za otevře
a takhle pořád dokola.
Bistabilní klopné obvody - je takový elektronický obvod, který má dvě klidové polohy, v každé z nich může
setrvat libovolně dlouhou dobu
Po připojení ke zdroji napájecího napětí se obvod ustálí tak, že
jeden tranzistor bude otevřen a druhý zahrazen(náhodně). Zavedeme-li v
libovolném čase do báze otevřeného tranzistoru záporný impuls, začne
se tento tranzistor zavírat, jeho kolektorové napětí roste, tento vzrůst se
přenese na bázi druhého tranzistoru, ten se otevírá, děj probíhá
lavinovitě, až se původně zahrazený tranzistor úplně otevře a původně
otevřený tranzistor úplně zahradí.. Tím skončí překlápění a obvod
setrvává v tomto stabilním stavu až do příchodu dalšího spouštěcího
impulsu. Spouštět lze i zavedením kladného impulsu do báze
zahrazeného tranzistoru. Spouštěcí impuls je vždy třeba přivést přes omezovací rezistor, nikdy nesmí být
přiloženo plné napětí, aby nedošlo k destrukci tranzistoru.
Monostabilní klopný obvod - má jeden stabilní stav, v němž může setrvat libovolně dlouho, spouštěcím
impulsem ho lze vychýlit do kvazistabilního stavu, v němž setrvá po určitou dobu (doba kyvu) a poté se vrátí
zpět do stabilního stavu.
V klidové poloze bude tranzistor T1 zavřený a tranzistor T2
otevřen. V tomto stavu se bude kondenzátor C2 nabíjet na
naznačenou polaritu. Pokud přivedeme kladný impuls do báze
zavřeného tranzistoru T1 nebo záporný impuls do báze otevřeného
tranzistoru T2, obvod se překlopí a kondenzátor C se bude přes odpor
RB2 a otevřený T1 vybíjet. Bude se vybíjet k nule a pak na opačnou
polaritu než je naznačeno. V okamžiku, kdy napětí na kondenzátoru
dosáhne prahového napětí B-E T2, T2 se otevře, jeho kolektorové
napětí klesne na nulu, tato záporná změna se přenese do báze T1, T1
se zavře a obvod se dostane do výchozí klidové polohy. V ní bude
vyčkávat příchodu dalšího spouštěcího impulsu.
Měření parametrů klopných obvodů
Výstupní signál si zobrazíme na osciloskopu. Pak z něj odečítáme věci jako šířku impulsu, dobu náběhu, atd.
Download

24) Klopné obvody