Ранее автор обращался к теме конструирования триггеров на оптронах [1]. Вниманию читателей предлагается более простой в схемотехнике вариант триггера, выполненный с применением всего одного транзисторного оптрона.
Напомню, триггером называется устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия, которое под действием управляющих сигналов скачкообразно переходит из одного состояния в другое. По функциональному признаку наиболее распространены триггеры:
- с установочными входами (RS-триггеры);
- задержки (D-триггеры);
- счётные (Т-триггеры);
- универсальные (JK-триггеры);
- триггеры Шмитта.
Рассматриваемый триггер относится к категории RS-триггеров. Принципиальная схема триггера на одном транзисторном оптроне U1 типа РС817С показана на рис. 1.
Рассмотрим работу этого триггера. При включении питания транзистор оптопары U1 закрыт, так как через входной ИК-диод оптрона ток не протекает — он не излучает. Следовательно, фототранзистор оптрона и транзистор VT2 будут заперты. Вследствие этого на выходе «out» присутствует потенциал общей шины (лог. «0»).
При подаче на вход «set» напряжения близкого к Епит (лог. «1»), через резистор R1, диод VD1 и ИК-диод оптрона U1 начинает протекать ток. ИК-диод начинает излучать, что приводит к отпиранию фототранзистора оптрона U1. При этом открывается VT2 током базы, который протекает через оп-трон U1. Резистор R4 ограничивает базовый ток транзистора. На выходе «out» устанавливается потенциал источника питания Епит (лог. «1»). Так как через входную и выходную цепь оптрона протекает один и тот же ток, то под действием излучения ИК-диода, фототранзистор оптопары будет поддерживаться в открытом состоянии даже при снятии с входа «set» управляющего сигнала. Теперь сколько не подавай на вход «set» напряжения близкое к Епит или к 0 В (лог. «1» или лог. «0»), триггер останется в этом состоянии.
Для того чтобы вернуть триггер в исходное состояние, т.е. сбросить его, надо подать на вход «reset» напряжение близкое к Епит (лог. «1»). При этом открывается транзистор VT1 и шунтирует ИК-диод оптрона U1. Естественно он перестаёт излучать, что приводит к закрытию фототранзистора оптопары U1. Значит, закрывается и VT2, так как отсутствует его базовый ток. На выходе триггера вновь устанавливается уровень лог. «0».
Триггер перешёл в другое устойчивое состояние. Как видно из описания работы, эту схему можно уверенно назвать RS-триггером.
Необходимо отметить, что в рассмотренном триггере вход «reset» имеет приоритет над входом «set». В самом деле: при подаче на оба входа управляющего сигнала лог. «1», транзистор VT1 открывается и шунтирует входную цепь оптрона, делая невозможным установку на выходе триггера уровня лог. «1».
Необходимо заметить также, что рассмотренный триггер можно назвать несимметричным, т.е. у него отсутствует полноценный выход, инверсный к выходу «out», но, в большинстве случаев, это не является недостатком.
Одним из недостатков схемы является то, что она обладает низким входным сопротивлением по входу «set», так как необходимо обеспечить достаточный ток через ИК-диод, чтобы надёжно открыть выходной транзистор оптрона U1. Разброс коэффициента передачи по току, используемого в схеме оптрона, достаточно велик. Необходимо, чтобы коэффициент передачи оптрона по току был не менее 100. В этом случае током, протекающим через входную и выходную цепь, оптрон будет надёжно переключаться в состояние проводимости. В триггере можно применить и другие транзисторные оптроны, удовлетворяющие этому критерию.
Транзисторы желательно применить с коэффициентом передачи не менее 100.
Триггер работоспособен в диапазоне питающих напряжений 5… 15 В. Диапазон питающих напряжений можно расширить в сторону увеличения до предельных для применяемых оптронов, подобрав номиналы резисторов, что необходимо для исключения граничных значений токов, используемых активных электронных компонентов.
Литература
1. Белоусов О.В. Триггеры на оптронах // Ра-диоаматор. — 2012. — №10. — С.44-46.
Автор: Олег Белоусов, г. Черкассы
Источник: Радиоаматор №11/12, 2014
