Przerzutnik to układ elektroniczny, który wytwarza przebiegi elektryczne prostokątne (okresowe bądź nieokresowe). Na proces przełączania mają wpływ parametry i struktura układu przerzutnikowego. Istnieją trzy rodzaje przerzutników:

• przerzutniki bistabilne (Rys. 6.8) – występują w nich dwa stany równowagi trwałej (czyli dwa stany stabilne), a warunkiem przejścia z jednego w drugi jest doprowadzenie zewnętrznego sygnału wyzwalającego;

  R1H96ms2yGnYB

  Ilustracja przedstawia schemat. Na dole schematu znajduje się okrągły biały punkt opisany jako U z indeksem dolnym be be. Od punktu ciągnie się w górę linia do czarnego punktu. Z czarnego punktu w dwie strony biegną linie. Linia biegnąca w lewo skręca do góry, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym dwa, po czym w czarnym puncie rozdwaja się. Jej pierwsza odnoga biegnie po skosie do góry, dociera do dolnego lewego rogu prostokąta położonego po prawej stronie schematu. Druga odnoga skręca w lewo. Prowadzi do pionowej kreski znajdującej się w okręgu. Z pionowej linii wchodzi do dołu po skosie w lewą stronę strzałka. Po dojściu do obwodu okręgu załamuje się, biegnie w dół i kończy się na krótkiej poziomej linii. Z pionowej linii, zawartej w okręgu, odchodzi po skosie do góry w lewą stronę linia. Dociera do obwódki okręgu, po czym odbija w górę. Następnie rozdwaja się. Pierwsza część biegnie w prawo, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym dwa, potem skręca w górę, następnie w lewo, przechodzi przez dwie pionowe umieszczone obok siebie kreski opisane jako ce z indeksem dolnym dwa, dociera do czarnego punktu. Druga część biegnie w górę, prowadzi do punktu czarnego, tworząc lewą ścianę prostokąta, którego trzy ściany nakreśliła pierwsza odnoga. Druga linia biegnie dalej w górę, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym ce jeden i łączy się z długą poziomą linią zakończoną białymi punktami przed jej jednym z końców. Od środka długości poziomej linii znajdującej się na górze biegnie w górę linia pionowa zakończona białym punktem. Punkt ten opisany jest jako plus u z indeksem dolnym ce ce. Linia biegnąca w prawo skręca do góry, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym dwa, po czym w czarnym puncie rozdwaja się. Jej pierwsza odnoga biegnie po skosie do góry, dociera do dolnego prawego rogu prostokąta położonego po prawej stronie schematu. Druga odnoga skręca w prawo. Prowadzi do pionowej kreski znajdującej się w okręgu. Z pionowej linii wchodzi do dołu po skosie w prawą stronę strzałka. Po dojściu do obwodu okręgu załamuje się, biegnie w dół i kończy się na krótkiej poziomej linii. Z pionowej linii, zawartej w okręgu, odchodzi po skosie do góry w prawą stronę linia. Dociera do obwódki okręgu, po czym odbija w górę. Następnie rozdwaja się. Pierwsza część biegnie w lewo, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym dwa, potem skręca w górę, następnie w prawo, przechodzi przez dwie pionowej umieszczone obok siebie kreski opisane ce z indeksem dolnym jeden, dociera do czarnego punktu. Druga część biegnie w górę, prowadzi do punktu czarnego, tworząc prawą ścianę prostokąta, którego trzy ściany nakreśliła pierwsza odnoga. Druga linia biegnie dalej w górę, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym ce dwa i łączy się z długą poziomą linią zakończoną białymi punktami przed jej jednym z końców.

  

  stałe czasowe wynoszą:

• przerzutniki monostabilne (Rys. 6.9) – po sygnale wyzwalającym $U_w$ występuje jeden trwały stan równowagi, w którym układ może utrzymać się przez czas nieograniczony; przejście ze stanu stabilnego do quasi‑stabilnego następuje po sygnale wyzwalającym, ale po pewnym czasie układ samoistnie powraca do stanu stabilnego;

  R1SrJ3SNnq9P2

  Ilustracja przedstawia schemat. W lewym dolnym rogu zaczyna się poziomą krótką kreską pionowa linia. Linia biegnie do góry, dochodzi do obwódki okręgu, po czym załamuje się do jego środka ukośną linią biegnącą w prawo do góry po skosie do pionowej linii znajdującej się w okręgu. Na linii znajduje się strzałka wskazująca w kierunku obwodu. Od pionowej linii biegnie w górę po skosie w lewą stronę. Linia po dotarciu do obwodu koła biegnie w górę. Przechodzi przez dwa czarne punkty, po czym przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym ce jeden. Następnie linia skręca w prawo, przechodzi przez czarny punkt. Z czarnego punktu, do góry, prowadzi linia do białego punktu opisanego jako plus u z indeksem dolnym ce ce. Linia pozioma biegnie dalej w prawo, po czym skręca do dołu, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym ce dwa i biegnie dalej w dół. Przechodzi przez czarny punkt, po czym biegnie dalej w dół, prowadzi do drugiego okręgu, na jego okręgu załamuje się. Biegnie do dołu po skosie do pionowej linii znajdującej się w okręgu. Od pionowej linii biegnie w dół strzałka do prawej strony, na obwodzie okręgu załamuje się, po czym biegnie w dół do poziomej kreski znajdującej się u dołu schematu. Od pionowej linii, zawartej w okręgu, biegnie w lewo linia, przechodzi przez czarny punkt, do którego poprowadzona jest z białego punktu u z indeksem dolnym be be przerywana linia. Linia przechodzi przez prostokąt er dwa. Linia wchodząca z okręgu biegnie dalej po skosie do góry w lewą stronę. Skręca w lewo, przechodzi przez czarny punkt, następnie przez prostokąt er z indeksem dolnym jeden i łączy się z pionową linią wychodzącą z pierwszego okręgu w miejscu pierwszego czarnego punktu. Z czarnego punktu umieszczonego przed prostokątem er z indeksem dolnym jeden biegnie do góry przerywana linia, skręca w lewo, przechodzi przez dwie pionowe kreski opisane ce jeden i łączy się z pionową linią wychodzącą z pierwszego okręgu na wysokości drugiego czarnego punktu. Od pionowej linii znajdującej się w pierwszym okręgu biegnie w prawo linia. Przechodzi przez czarny punkt, po czym skręca skosem w prawo w górę. Następnie biegnie w prawo. Przechodzi przez czarny punkt, z którego biegnie w górę linia, która po przejściu przez prostokąt er be krzyżuje się z górną poziomą linia i biegnie do białego punktu plus u z indeksem dolnym be be, umieszczonego na wysokości punktu plus u z indeksem dolnym ce ce. Linia po przejściu przez czarny punkt przechodzi przez dwie pionowe kreski ce z indeksem dolnym be i łączy się z czarnym punktem umiejscowionym na pionowej linii wychodzącej z drugiego okręgu. Od punktu umieszczonego na poziomej linii wychodzącej od pionowej linii zawartej w okręgu biegnie do dołu przerywana linia. Przechodzi przez symbol De z indeksem dolnym wu, następnie rozdwaja się. Jej pierwsza część biegnie w dół przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym eu. Druga skręca w lewo, po czym biegnie w dół do punktu wu, przechodząc wcześniej przez punkt ce z indeksem dolnym wu. Obszary między ukośnymi kreskami w okręgach są odpisane odpowiednio te z indeksem dolnym jeden oraz te z indeksem dolnym dwa, a na zewnątrz u z indeksem dolnym ce jeden oraz u z indeksem dolnym ce dwa.

  

  Czas trwania impulsu wynosi:

  $t_{w}\approx0,69·R_{b}·C_{b}$

• przerzutniki astabilne (Rys. 6.10) – nie istnieje tu stan równowagi trwałej, w którym układ utrzymywałby się przez czas nieograniczony, a samoczynne wytwarzanie przebiegów nie wymaga udziału sygnału zewnętrznego.

  R1dXAAMa8eCja

  Ilustracja przedstawia schemat. W prawym górnym rogu schematu znajduje się punkt U z indeksem dolnym cece. Od punktu prowadzi w dół linia. Rozdwaja się. Pierwsza jej cześć biegnie w dół, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym ce dwa. Przechodzi przez czarny punkt, biegnie dalej w dół. Linia skręca po skosie do lewej w dół, do pionowej linii. Od pionowej linii biegnie w dół strzałka do prawej strony, po czym skręca do dołu i kończy bieg na poziomej kreseczce u dołu schematu. Druga odnoga prowadzi w lewo, tworząc najdłuższą poziomą linię na schemacie. Linia zakręca do dołu, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym ce jeden, biegnie dalej w dół, przechodzi przez czarny punkt, biegnie dalej do dołu. Skręca skosem w prawo w dół, dochodzi do pionowej kreski. Od pionowej kreski biegnie w po skosie w lewo do dołu strzałka. Skręca i biegnie pionowo w dół, dociera do poziomej krótkiej linii. Od tej linii do ukośnej linii biegnącą w prawo do dołu poprowadzona jest strzałka opisana u z indeksem dolnym ce jeden. Od tej linii do linii pionowej poprowadzona jest strzałka opisana u z indeksem dolnym be jeden. Od pionowej linii biegnie w prawo linia, która skręca i biegnie po skosie w górę w prawą stronę do czarnego punktu. Biegnie potem w prawo, przechodzi przez dwie pionowe kreski opisane ce be jeden i łączy się z pionową linią wychodzącą z punktu U z indeksem dolnym ce ce, umiejscowionego za prostokątem er z indeksem dolnym ce zet. Na górze schematu znajduje się punkt u z indeksem dolnym bebe. Poprowadzona jest z niego pionowa linia w dół. Linia krzyżuje się z najdłuższą poziomą linią, biegnie w dół. Następnie rozdwaja się. Jej pierwsza cześć skręca w prawo, następnie w dół. Przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym be er i dociera do czarnego punktu umieszczonego na linii przez punktem ce z indeksem dolnym be jeden. Druga część biegnie w dół, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym ce dwa, po czym rozdwaja się. Pierwsza jej odnoga biegnie w lewo, przechodzi przez punkt ce z indeksem dolnym be dwa i dociera do czarnego punktu umieszczonego na pionowej linii poniżej prostokąta er z indeksem dolnym ce jeden. Druga skręca skosem do prawego dołu, następnie skręca w prawo i prowadzi do pierwszej pionowej linii, od której odchodzą dwa skosy.

  

  Czasy trwania impulsów wynoszą:

Obecnie często stosowanym układem generującym przebiegi prostokątne jest scalony układ czasowy SE555. Układ ten zawiera dwa komparatory, przerzutnik asynchroniczny RS z dodatkowym wejściem zerującym, wzmacniacz wyjściowy oraz tranzystor rozładowujący. Aby układ SE555 spełniał swoje funkcje, należy do jego końcówek podłączyć zewnętrzne elementy. Podstawowe układy pracy to:

• przerzutnik monostabilny, w którym istnieje tylko jeden nieograniczony czasowo stan równowagi; po podaniu sygnału wyzwalającego przerzutnik przechodzi w stan quasi‑stabilny, a po pewnym czasie wraca samoistnie do stanu stabilnego; czas $t_w$, który określa czas trwania stanu quasi‑stabilnego wyznaczany jest z wzoru:

  $t_{w}=1,1·R·C$

• przerzutnik astabilny, dla którego nie istnieje stan równowagi trwałej, tylko wytwarzany jest samoczynnie przebieg prostokątny bez udziału sygnału zewnętrznego; czasy $t_1$ i $t_2$, które określają czasy trwania stanu wysokiego i niskiego na wyjściu przerzutnika wyznacza się z wzorów:

  $t_{1}=0,693·(R_{A}+R_{B})·C$
  $t_{2}=0,693·R_{B}·C$

Podstawowe układy pracy układu scalonego SE555

Przerzutnik monostabilny

RpdmTT5p0jZlA

Ilustracja przedstawia schemat. W centrum schematu znajduje się prostokąt es e pięć pięć pięć. W górnym prawym rogu prostokąta znajduje się cyfra osiem. Od ósemki odchodzi do góry linia, przechodzi przez czarny punkt, po czym biegnie dalej do góry, przy końcu linii znajduje się napis fał z indeksem dolnym ce ce. Od czarnego punktu biegnie w prawo linia, przechodzi przez czarny punkt, po czym skręca w dół, przechodzi przez kolejne dwa punkty, następnie dwie poziome kreski. Od prawego boku prostokąta, na wysokości cyfry trzy, odchodzi w prawo linia kończąca się na punkcie wu z indeksem dolnym igrek. Od dolnej ściany, do dołu, odchodzą dwie linie. Linia jeden biegnie w dół, kończy się na krótkiej poziomej kresce. Linia pięć zlokalizowana bliżej prawej strony biegnie w dół, przechodzi przez dwie poziome kreski opisane jedna dziesiąta mikro ef i kończy się na krótkiej poziomej kresce. Przy lewej ścianie znajdują się numerki od góry cztery, siedem, sześć i dwa. Od czwórki odchodzi w lewo linia, po czym skręca w górę i łączy się z poziomą linią będącą odnogą linii wychodzącej z punktu osiem. Od siódemki biegnie w lewo linia i łączy się z czarnym punktem, znajdującym się na linii pionowej. Od szóstki biegnie w lewo linia i łączy się z drugim czarnym punktem, znajdującym się na linii pionowej. Od dwójki poprowadzona jest w lewo linia, krzyżuje się z linią pionową i biegnie w lewo do punktu wu e. Do miejsca na prawo od punktu wu z indeksem dolnym e biegnie od dołu strzałka U z indeksem dolnym ce.

Przerzutnik astabilny

Ryzsj3T97b69G

Ilustracja przedstawia schemat. W centrum schematu znajduje się prostokąt es e pięć pięć pięć. W górnym prawym rogu prostokąta znajduje się cyfra osiem. Od ósemki odchodzi do góry linia, przechodzi przez czarny punkt, po czym biegnie dalej do góry, przy końcu linii napis fał ce ce. Od czarnego punktu biegnie w prawo linia, przechodzi przez czarny punkt, po czym skręca w dół, przechodzi kolejno przez prostokąt er z indeksem dolnym a, potem czarny punkt, następnie prostokąt er z indeksem dolnym be, kolejny czarny punkt, a następnie przez dwie poziome kreski. Od prawego boku prostokąta, na wysokości cyfry trzy, odchodzi w prawo linia kończąca się na punkcie wu z indeksem dolnym igrek. Od dolnej ściany, do dołu, odchodzą dwie linie. Linia jeden biegnie w dół, kończy się na krótkiej poziomej kresce. Linia pięć zlokalizowana bliżej prawej strony biegnie w dół, przechodzi przez dwie poziome kreski opisane jedna dziesiąta mikro ef i kończy się na krótkiej poziomej kresce. Od wysokości tej kreski wskazuje do góry strzałka opisana jako u ce. Przy lewej ścianie znajdują się numerki od góry cztery, siedem, sześć i dwa. Od czwórki odchodzi w lewo linia, po czym skręca w górę i łączy się z poziomą linią będącą odnogą linii wychodzącej z punktu osiem. Od siódemki biegnie w lewo linia i łączy się z czarnym punktem, znajdującym się na linii pionowej między prostokątami. Od szóstki biegnie w lewo linia, skręca w dół, po czym łączy się z poziomą linią wychodzącą z lewej ściany prostokąta na wysokości dwójki. Od dwójki biegnie w lewo linia, łączy się z czarnym punktem zlokalizowanym na pionowej linii pod prostokątem er z indeksem dolnym be.

Opis wyprowadzeń: 1 – GND – potencjał zerowy (masa), 2 – TRIG – wyzwalanie, 3 – OUT – wyjście, 4 – RESET – kasowanie, 5 – CONT – napięcie sterujące, 6 – THRES – próg przełączania, 7 – DISCH – rozładowanie, 8 – VIndeks dolny cc_cc – zasilanie

Generatory przebiegów liniowych mają za zadanie uzyskanie na wyjściu przebiegu liniowej zmiany napięcia lub prądu. W praktyce najczęściej wytwarza się przebiegi piłokształtne i trójkątne.

Najprostszy sposób uzyskiwania takich przebiegów polega na okresowym ładowaniu i rozładowywaniu kondensatora. Procesy te zachodzą wykładniczo, więc dobre przybliżenie do przebiegu liniowego uzyskuje się tylko dla małych wartości napięć wyjściowych, przy jednoczesnej dużej wartości napięcia zasilającego. Dla generatorów przebiegów liniowych błąd nieliniowości jest tym mniejszy, im krótszy jest rzeczywisty czas ładowania kondensatora w stosunku do stałej czasowej ładowania. Ponadto zmniejszenie błędu nieliniowości uzyskuje się przy małych wartościach napięcia na kondensatorze w stosunku do napięcia zasilania. W praktyce stosuje się linearyzacje przebiegu napięcia (Rys. 6.13), przede wszystkim w układach, które zapewniają stały prąd ładowania kondensatora.

R1WNcBjgwSjcB

Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu na dole znajduje się krótka pozioma kreska, z niej do góry biegnie linia. Przechodzi przez dwie poziome linie, najpierw krótszą, potem dłuższą. Poziome linie opisane są jako e. Linia skręca w prawo, przechodzi przez prostokąt er, następnie przechodzi przez czarny punkt, biegnie w prawą stronę, łączy się ze ścianą trójkąta umieszczoną na schemacie pionowo, bliżej górnego kąta. Od czarnego punktu, zlokalizowanego za prostokątem er, biegnie w górę linia. Linia rozdwaja się. Pierwsza część biegnie w górę, po czym skręca w prawo, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym er, biegnie dalej w prawo, przechodzi przez punkt pe, od tego punktu pociągnięta jest przerywana linia w prawo, na końcu linii znajduje się szlaczek. Linia biegnąca w prawo, do góry, w prawo, w dół, w prawo, do góry, w prawo i w dół, w prawo. Linia po przejściu przez punkt pe biegnie w prawo, potem w dół, przechodzi przez czarny punkt. Kończy się w czarnym punkcie zlokalizowanym na wysokości kąta trójkąta najbardziej wysuniętego na prawo. Z tego kąta biegnie w prawo linia, przechodzi przez ten czarny punkt i prowadzi do punktu białego. Do białego punktu od takiego samego punktu znajdującego się poniżej biegnie strzałka opisana jako U z indeksem dolnym wu igrek. Z czarnego punktu, na linii, która odbiła do góry po przejściu przez prostokąt er do punktu, znajdującego się na linii, która skręciła w dół po przejściu przez punkt ce, biegnie linia. Linia przechodzi przez dwie pionowe kreski, element opisany jest literą ce. Od ściany powyżej najniżej położonego kąta w trójkącie biegnie w lewo linia, skręca w dół, po czym przechodzi przez prostokąt er i kończy swój bieg na krótkiej poziomej kresce.

Wróć do spisu treściDYwCnCGuzWróć do spisu treści

Powrót do materiału głównegoDerb8l5kQPowrót do materiału głównego