Триггеры на операционных усилителях

Операционные усилители без обратных связей неработоспособны. У них настолько велик коэффициент усиления (100000 и более) и настолько сильны внутренние паразитные ОС, что вместо нуля на входах и выходе, как должно быть в идеале, обычно присутствует насыщение, возможно наличие самовозбуждения. То есть они неуправляемы. Поэтому для цели активного усиления вводят отрицательные ОС с выхода на минус–вход.

Для построения тригерных схем вводят ПОС с выхода на плюс–вход. Ясно, что регенерационных процессов нет в связи с инерционностью каскадов ОУ. Выход, воздействуя на плюс–вход и усиливая в 100000 и более раз за счет ПОС удерживают состояние выхода то же, что и на плюс–входе.

Наиболее часто применяют инвертирующий и неинвертирующий триггеры (рисунок 3.40). У инвертирующего триггера сигнал переключения подается на минус–вход, обратная связь делится между резисторами R1 и R2 и подается на плюс–вход. Неинвертирующий триггер управляется по цепи плюс–входа, обратная связь такая же, как у инвертирующего триггера. Однако пороги, т.е. уровни срабатывания триггеров у этих двух схем разные. У первой схемы на + входе выделяется напряжение . Следовательно, на вход должно быть подано напряжение, равное или превышающее :

Рисунок 3.40 — Инвертирующий а) и неинвертирующий б) триггеры; в) процессы опрокидывания в инвертирующем триггере г) в неинвертирующем триггере на ОУ

Для второй схемы справедливы соотношения:

1

2

3

4

В первой схеме порог определяет величину напряжения на + входе ОУ, который выделяется в режиме ожидания от . Если В, , то порог будет В. При этом управляющий сигнал инвертируется выходом после достижения и превышения порога. Управляющий сигнал может быть синусоидальным, произвольным или импульсным, выход скачкообразный.

Во второй схеме напряжение сигнала управления на входе совпадает с напряжением скачка, поэтому триггер неинвертирущий. Для вывода порога составляются 2 условия: 1 и 2. Опрокидывание происходит в момент равенства этих двух напряжений и небольшого превышения входного над выходным. Из 4 следует, что если или , то входное напряжение тоже .