Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь 2017
Aruna Rubasinghe
EDN
RS-триггер можно собрать из двух логических элементов «И-НЕ» или «ИЛИ-НЕ», или же купить готовую микросхему, такую, например, как 74HC279, в которой содержатся четыре защелки с установкой и сбросом. Но не всегда под рукой у вас есть маловыводные логические микросхемы семейства Little Logic, а триггер, собранный на обычных микросхемах, занимает много места, поскольку даже в том случае, когда требуется лишь один RS-триггер, приходится использовать целый корпус. Однако для выполнения необходимой функции защелки вполне подойдет оставшийся неиспользованным rail-to-rail операционный усилитель (Рисунок 1).
 |
|
| Рисунок 1. | Положительная обратная связь и диоды фиксируют выход ОУ в высоком или низком состоянии при подаче положительных импульсов на вход установки или сброса. |
Такая схема требует немного места, так как в корпусе микросхемы MCP6022 размещены два операционных усилителя (ОУ) с rail-to-rail входами и выходами, с помощью которых можно сделать два RS-триггера. Кроме того, выбрав соответствующий ОУ, вы можете сделать схему, работающую при нестандартных напряжениях питания.
С помощью делителя напряжения R1, R2 на инвертирующем входе ОУ надо установить напряжение 2.5 В. Делать это напряжение более низким нельзя, так как диод D4 должен оставаться закрытым. Однако вы можете установить на входе уровень «лог. 1». Соединенные последовательно диоды D1 и D2 замыкают цепь положительной обратной связи между выходом ОУ и его неинвертирующем входом, напряжение на котором, благодаря резистору R3, остается низким до тех пор, пока на выходе и на входе S сохраняются низкие уровни напряжения.
При низком выходном напряжении подача 5-вольтового импульса на вход S открывает диод D3; D1 и D2 остаются смещенными в обратном направлении. Выросшее до 4.4 В напряжение на неинвертирующем входе ОУ устанавливает на выходе высокий уровень напряжения, открывающий диоды D1 и D2 и фиксирующий на неинвертирующем входе уровень 3.8 В, – намного больший, чем на инвертирующем входе, – даже после того, как сигнал S вернется вниз. Если затем на вход R подать положительный импульс, напряжение на инвертирующем входе увеличится до 4.4 В, что намного больше, чем 3.8 В на неинвертирующем входе, и уровень выходного напряжения ОУ станет низким. После того, как напряжение на входе R вновь станет низким, благодаря закрытому диоду D4 и 2.5 В на инвертирующем входе, выходной уровень продолжит оставаться низким. Не забывайте, что входные импульсы должны иметь достаточную длительность, учитывающую задержку и скорость нарастания ОУ.
В отличие от настоящей защелки с установкой и сбросом, одновременная подача активных высоких уровней на оба входа приводит к неопределенному результату. Для того чтобы в этих условиях выход находился в нужном логическом состоянии, можно с помощью последовательного резистора добавить небольшое напряжение смещения на вход S или R. Логические уровни выходов микросхем КМОП логики близки к напряжениям шин питания, поэтому подключать их к таким схемам можно напрямую. Однако если для управления защелкой используются микросхемы ТТЛ, то для того, чтобы обеспечить достаточные уровни входных сигналов, к их выходам потребуется добавить подтягивающие резисторы. При этом чтобы избежать шунтирования подтягивающих резисторов, сопротивления резисторов 10 кОм, возможно, придется увеличить.
Выбранный для этой схемы ОУ должен иметь rail-to-rail выход. Можно использовать и обычный операционный усилитель, но тогда надо будет увеличить напряжение питания, чтобы сохранить требуемый логический уровень выходного напряжения. Вы можете изменить пороговый уровень переключения, подобрав другие сопротивления резисторов R1 и R2 и взяв диоды с меньшими падениями напряжения – Шоттки или германиевые.
Входное сопротивление схемы относительно невелико, но обычно это не создает проблем, поскольку выходы сигналов логических уровней в большинстве случаев рассчитаны на такие нагрузки. Если же вы захотите изменить входной импеданс, подберите другие сопротивления резисторов.
Купить MCP6022 на РадиоЛоцман.Цены
