Триггер Шмитта Советский патент 1987 года по МПК H03K3/2893 

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости триггера.

На чертеже представлен триггер Шмитта.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 МОП-транзисторы с каналом р-типа, первый 3, второй 4, третий 5 четвертый б и пятый 7 резисторы, пер вый 8, второй 9 и третий 10 фотодиоды, первый 11 и второй 12 светодио- ды, причем электрический вход 13 триггера соединен через пятый резистор 3 с катодом второго фотодиода 9, анод которого подсоединен к первому . выводу второго резистора 4 н к затвору первого МОП-транзистора 1, который через первый фотодиод 8 соединен с истоком первого МОП-транзистора 1, сток которого соединен с анодом первого светодиода 1 1 , первый вывод .пятого резистора 7 соединен с анодом третьего фотодиода 10 и с затвором второго МОП-транзистора 2, сток кото рого соединен с первым выводом третьего резистора 5 и с катодом второго светоизлучающего диода 12, анод которого через четвертый резистор 6 соединен с Ш нюй источника 14 питания с которой также соединены катоды первого 8 и третьего 10 фотодиодов и исток второго МОП-транзистора 2, вторые выводы второго 4, третьего 5 и пятого 7 резисторов и катод первого светоизлучающего диода 11 соединены с общей цшной 15, кроме того, первый светодиод 1 1 опт1-;чес.ки связан с гГер- вым 8 и третым 10 фотодиодами и с прямым оптическим выходом 16 схемы, а второй светодиод 12 оптически связан с вторым фотодиодом 9 и с ин- версньм оптическим выходом 17 схемы.

Выбор номинале) резисторов можно осуществить, воспользовавшись следующими расчетными соотношениями:

и вх -и FD 2 -и SI) 1 --и 3 н

к, -{Г

-Цо. к

1

Usci

R, .

.

Z т Р . тл

J- г-,, „ Ех

il-lLl ys A R и эй- , то 4 jli

.} 2

1°

SD Z

р -, 1-0 5 ,

2

где и°

10

SD2

о SD-f

о SD2

Р SP1

15

Ь,

и

и

FD2

FD3

20

и

ВХ

25

30

35

-пороговое напряжение зажигания первого светодиода;

П5, - пороговое напряжение зажигания второго светодиода;

-пороговый ток зажигания первого светодиода;

-пороговый ток зажигания второго светодиода;

-рабочий ток первого светодиода ;

-рабочий ток второго светодиода ;

-падение напряжения на освещенном втором фотодиоде;

-падение напряжения на освещенном третьем фотодиоде;

К - коэффициент передачи оп- трона;

ве,т1ичина- напряжения входного сигнала;

напряжение источника питания ;

и л - напряжение нечувствительности затвор-исток закры- тюго МОП-транзистора. Триггер работает следующим обра- 3 ом.

в исходном состоянии на прямом выходе 16 триггера - О, т.е. первый светодиод. 11 не излучает свет, а на инверсном выходе 17 - 1, следовательно, второй светоизлучающий диод 12 светится, первый 1 и второй 2 МОП- тоанзисторы заперты и ток от источ- 14 питания протекает через четвертый резистор 6, второй светоизлучающий диод 12, вызьюая его свечение, м третий резистор 5 на землю. Оптический сигнал с инверсного выхода 17 поступает на второй фотодиод 9, снижая: порог его отпирания.

Па вход 13 триггера поступает электрический сигнал, соответствую п

0

щий 1, и через первый резистор 3, второй фотодиод 9 н второй резистор 4 начинает протекать электрический ток, создавая на резисторах 3 и 4 падение напряжения. Когда падение напряжения на втором резисторе 4, приложенное к затвору первого МОП-транзистора 15 станет бохшше величины порогового напряжения зажигания первого светодиода II, на электродах затвор-сток первого МОП-транзистора 1 возникнет положительный перепад напряжения, что приведет к отпиранию первого МОП-транзистора 1 и протеканию тока через светоизлучающий диод 11, в результате чего последний начнет излучать свет и на прямом выходе 16 схемы появится оптический сигнал, что соответствует наличию на нем сигнала 1, Одновременно с этим благодаря оптической связи первого свето- диода 11 с первым 8 и третьим 10 фотодиодами последние открьшаются, через пятый резистор 7 начинает протекать ток от источника 14 питания, вы зьшая на пятом резисторе 7 падение напряжения, приложенное к затвору второго МОП-транзистора 2. При превышении падения напряжения на пятом резисторе 7 величины падения напряжения на третьем резисторе 5 возникает положительный перепад напряжения на электродах затвор-сток второго МОП-транзистора 2, что приводит к его отпиранию и протеканию через него тока от источника 14 питания, В результате этого ток, протекающий через четвертый резистор 6, второй све тодиод 12 и третий резистор 5, уменьшится до такой величины, что второй светодиод 12 погаснет и на инверсном оптическом выходе 17 схемы будет отсутствовать оптический сигнал, что равносильно О. Кроме этого, оптический сигнал на второй фотодиод 9 поступать не будет и последний запрется для прохождения электрического сигнала с входа 13 схемы. Падение напряжения на затворе первого МОП-транзистора 1 будет поддерживаться постоянным за счет протекания тока от источника питания через открытый первый фотодиод 8 и второй резистор 4. Благодаря этому выходные сигналы триггера будут стабильны и не будут зависеть от помех на входе, в частности от отклонения уровня входного сигнала от требуемой величины.

Итак, на прямом выходе 16 - 1, на инверсном выходе 17 - О.

При входном сигнале О на входе 13 схемы, что соответствует потенциалу общей шины 15, часть тока, протекающего через второй резистор 4, ответвляется по цепи второй фотодиод 9 - первый резистор 3, что приводит к уменьшению падения напряжения на втором резисторе 4, приложенного к затвору первого МОП-транзистора t, и в конечном итоге к запиранию пос45319

леднего, в результате чего гаснет первый светодиод 11, на прямом выходе 16 отсутствует оптический сигнал, что соответствует О, и прерывается оптическая связь первого светодиода 11 с первым 8 и третьим 10 фотодиодами, после чего последние запираются, и вспедствие этого умень10 шается падение напряжения на пятом резисторе 7, приложенного к затвору второго МОП-транзистора 2. Последний запирается, в результате чего увеличивается величина тока, протекающе15 го через четвертый резистор 6, второй светодиод 12 и третий резистор 5 до порогового значения зажигания второго светодиода 12, и последний зажигается, что означает присутствие

20 на инверсном выходе 17 схемы I. Кроме того, этот оптический сигнал поступает на второй фотодиод 9, и схема снова готова к работе.

25 Формула изобретения Триггер Шмитта, содержащий первый и второй МОП-транзисторы, истоки которых подключены к шине источника питания, отличающийся тем,

30 что, с целью повышения помехоустойчивости триггера, в него введены первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, первый, второй и третий фотодиоды, первый и второй свето35 излучающие диоды, причем первый вывод первого резистора соединен с электрическим входом схемы, второй вывод первого резистора соединен с катодом второго фотодиода, анод кото0 рого подсоединен к первому выводу второго резистора и к затвору первого МОП-транзистора, который через первый фотодиод соединен с истоком первого МОП-транзистора, сток которо5 го соединен с анодом первого светодиода, первый вывод пятого резистора соединен с анодом третьего фотодиода и с затвором второго МОП-транзистора, сток которого соединен с первым вы0 водом третьего резистора и с катодом второго светоизлучающего диода, анод которого через четвертый резистор соединен с шиной источника питания, с которой также соединены катоды пер5 вого и третьего фотодиодов и сток

второго МОП-транзистора, вторые выво- ды второго, третьего и пятого резисторов и катод первого светоизлучающе- го диода соединены с хэбщей шиной,

51345319 . 6

кроме того, первый светодиод оптичес- схемы, а второй.светодиод оптически ки связан с первым и третьим фотодио- связан с вторым фотодиодом и с ин- дами и с прямым оптическим выходом версным оптическим выходом схемы.

. Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости триггера. Для достижения поставленной цели в триггер дополнительно введены пять резисторов 3-7, три фотодиода В, 9 и 10 и два сЬетодиода 11 и 12. Кроме того, триггер содержит два МОП-транзистора 1 и 2, электрический вход 13, шину 14 источника питания, общую пину 15, выход 16, инверсный оптический выход 17. Выбор оптимальных номиналов резисторов производится по расчетньм формулам, приведенным в описании изобретения. На выходе триггера формируются стабильные сигналы, не зависящие от помех на входе, в частности от отклонения уровня входного сигнала от требуемой величины. 1 ил. с (Л со 4 СП СО со