RS-триггер

Радиолюбительские устройства на микросхеме КМОП 4093

На рис. 1.13 показано, как из двух логических элементов 2И-НЕ ИС 4093 можно собрать RS-триггер. Схема представляет собой бистабильную ячейку, переключаемую импульсами с потенциалом лог. 0.

Рис.1.13. RS-триггер на двух логических вентилях ИС4093

Как видно, схема имеет два выхода: нормальный Q и инверсный. Когда на одном выходе - единица, на другом обязательно будет нуль и наоборот, потому что они комплементарны. Схема имеет два входа: вход установки единицы (S - Set) и вход установки нуля (R - Reset), как показано на рисунке. На входы подаются переключающие сигналы. Удерживающий R-вход соединен с инверсным Q-выходом и удерживающий S-вход соединен с Q-выходом, образуя замкнутую петлю обратной связи для цифровых сигналов. Схема работает следующим образом. Когда "отрицательный" импульс поступает на вход S, выход Q переключается в состояние лог. 1. Так как с этим выходом соединен удерживающий вход R, лог. 1 вызывает появление на выходе Q лог. 0. Но инверсный Q -выход также соединен с удерживающим входом S, образуя цепь обратной связи, побуждающую выход Q оставаться в состоянии лог. 1 даже при исчезновении переключающего импульса.

Чтобы переключить триггер снова, нужно подать "отрицательный" импульс на вход R. Этот импульс побуждает инверсный выход Q перейти в состояние лог. 1 и, так как этот выход соединен с удерживающим входов S, переводит выход Q в состояние лог. 0. Лог. 0 с выхода Q подается на удерживающий вход R, и после окончания переключающего импульса выходы продолжают оставаться в своих состояниях. Заметим, что схема имеет два стабильных состояния, изменить которые мы можем лишь с помощью "отрицательных" импульсов на входах (R или S). Переключаемая вручную бистабильная ячейка может быть образована подсоединением кнопочных переключателей к входам S и R, как показано на рис. 1.14.

Рис.1.14. Переключаемая кнопками бистабильная ячейка на двух логических элементах ИС 4093

Высокое входное сопротивление ИС 4093 позволяет использовать широкий диапазон номиналов резисторов в этой схеме. Обычно они могут меняться от 1 кОм до 10 МОм. Резисторы подают высокий логический уровень на входы, когда выключатели разомкнуты. Без резисторов мы будем иметь неопределенное состояние на входах, когда выключатели разомкнуты, и это может вызвать ошибки в работе схемы. При наличии высокоомных резисторов в этой схеме мы получим бистабильную ячейку, переключаемую прикосновением, как показано на рис. 1.15. Многие схемы в следующих статьях построены на базе этой конфигурации. Можно получить различные модификации этой базовой схемы, используя другие логические элементы в качестве инверторов, и собрать управляемые положительными импульсами RS-триггеры.