Симметричный триггер на транзисторах

Состоит из двух транзисторных ключей, охваченных перекрестной положительной обратной связью (ОС).

Триггер имеет два устойчивых состояния, в каждом из которых один из транзисторов открыт и насыщен, а второй - закрыт. На выходе (коллекторе) закрытого транзистора будем иметь входной уровень напряжения, соответствующий логической единице, а на коллекторе открытого транзистора, будем иметь нулевой уровень, соответствующий логическому нулю. Транзисторы всегда находятся в противоположном состоянии за счет действия положительной обратной связи. При этом закрытый транзистор, своим высоким уровнем напряжения на коллекторе, поддерживает второй транзистор в открытом состоянии.

Рис. 45. Симметричный триггер на транзисторах.

Так допустим, если транзистор V2 закрыт, то: , а ( ).

Высокое напряжение с коллектора второго транзистора, через сопротивление , перекрестной положительной ОС, будет действовать на базу первого транзистора и открывать его. ( ; s - степень насыщения). Т.о. закрытое состояние второго транзистора обеспечивает открытое состояние первого транзистора. Следовательно, , .

Напряжение , близкое к нулю, через сопротивление будет приложено к базе второго транзистора. Если транзисторы кремниевые, то нулевого напряжения на базе достаточно для закрывания второго транзистора. Т.е. открытое состояние первого транзистора поддерживает закрытое состояние второго. Транзисторы поддерживают друг- друга в своих противоположных состояниях.

Такое состояние триггера является устойчивым. Второе устойчивое состояние когда V2 открыт, а V1 закрыт.

триггер симметричный, т.е. параметры левого и правого плеча одинаковы.

Параметры схемы триггера должны быть рассчитаны так, чтобы в каждом из этих состояний обеспечивалось гарантированное открытие одного из транзисторов, необходимая степень его насыщения и гарантированное закрывание второго транзистора.

Мультивибраторы на транзисторах

Мультивибратор на транзисторах состоит из двух транзисторных ключей, охваченных перекрестной ОС, но через мультивибратор имеет два временно устойчивых /квазиустойчивых/ состояния. В первом: V1 открыт и насыщен, а V2 закрыт и в режиме отсечки. Во втором: V2 открыт и насыщен, а V1 закрыт и в режиме отсечки. Переход мультивибратора из одного состояния в другое происходит через определенное время, определяемое процессами перезарядки базовых емкостей. Открытое и насыщенное состояние одного из транзисторов обеспечивается подключением базы к +Е_П через R_Б1 и R_Б2.

Рис. 45. Мультивибратор на транзисторах

Операционные усилители

Термин "операционный усилитель" (ОУ) впервые использован в вычислительной технике, где он отождествляется с понятием "решающий усилитель". С этими терминами неизменно связывались математические операции: суммирования, дифференцирования, интегрирования, которые усилитель мог выполнять за счет введения отрицательной обратной связи (ООС) определенного вида. В настоящее время смысл этого термина существенно расширился и несколько изменился. Под операционным усилителем принято понимать универсальный электронный усилитель, который может выполнять самые различные функции и позволяет без нарушения его работоспособности вводить ОС различного типа.

Рис. 46.

Обозначение ОУ в виде треугольника, вершина которого показывает направление передачи сигнала. В технической документации ОУ обозначают прямоугольником, у которого инвертирующий вход обозначают кружком (рис. 46)

По принципу действия ОУ сходен с обычным усилителем. Как и обычный усилитель, он предназначен для усиления напряжения или мощности входного сигнала.

Свойства и параметры обычного усилителя полностью определены его схемой, а свойства и параметры ОУ определяются преимущественно параметрами цепи ОС. ОУ выполняют по схеме усилителей постоянного тока с непосредственной связью между отдельными каскадами с дифференциальным входом и биполярным по отношению к амплитуде усиливаемого сигнала выходом. Это обеспечивает нулевые потенциалы на входе и выходе. ОУ характеризуется большим коэффициентом усиления, высоким входным и низким выходным сопротивлениями.

Электрические измерения

Электрические методы измерения применяются для измерения электрических и неэлектрических величин. К электрическим величинам относят: силу тока, напряжение, мощность и т.п. К неэлектрическим - температуру, влажность, перемещение и т.п.

Погрешности измерений

Любой измерительный прибор из-за несовершенства конструкции обладает погрешностью, т.е. действительное значение измеряемой величины А_Д отличается от измеренного А_И: А_Д¹А_И.

Величина, равная разности измеренного и действительного значений, называется абсолютной погрешностью измерения и определяется по формуле:

.

Абсолютная погрешность характеризует точность выполненного измерения, но не характеризует точность самого измерительного прибора. Например, если абсолютная погрешность DА измерения силы тока амперметром равна 1 А, то для прибора с пределом измерения 100 А эта величина незначительна, а для прибора с пределом 10 А уже является большой. Таким образом, в своих пределах измерения первый прибор точнее второго.

Для характеристики точности измерительных приборов независимо от их пределов измерения вводится относительная приведенная погрешность измерительного прибора. Величина относительной приведенной погрешности, выраженная в процентах определяет класс точности измерительного прибора:

,

где А_Н - номинальное значение шкалы прибора.

Относительная погрешность не зависит от величины измеряемых значений и позволяет оценить точность прибора в любом диапазоне.

Выделяют (в соответствии с ГОСТ) восемь основных классов точности: 4,0; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05. Например, класс точности 1,0 означает, что максимально возможная абсолютная погрешность измерения данным прибором не превышает 1% от его шкалы. Поэтому результат измерения амперметром с пределами шкалы 100 А и классом точности 1,0 силы тока в 15 А может быть записан I=15±1 А. Класс точности указывается на шкале измерительного прибора.

Чем выше класс точности, тем точнее и сложнее (дороже) прибор. Приборы классов 0,05; 0,1; 0,2 применяются для научных исследований, приборы классов 0,5; 1,0; 1,5 - для лабораторных измерений, приборы классов 2,5; 4,0 - щитовые приборы - для грубых измерений.

Методы измерений

По способу получения результата различают прямые измерения и косвенные.

Прямыми - называются такие измерения, в которых значение измеряемой величины получают непосредственно по показаниям прибора. При этом шкала прибора проградуирована в единицах измеряемой величины.

Косвенные измерения получают посредством вспомогательных измерений (например, измерение мощности методом амперметра и вольтметра).

По методу измерений различают:

− метод непосредственной оценки;

− метод сравнения, при котором измеряемая величина сравнивается с эталоном.