45 - Bistabilní klopný obvod

Klopné obvody - úvod:

Klopný obvod je takový elektronický obvod, který může nabývat nejméně dvou fyzikálně odlišných stavů, přičemž ke změně stavu dochází skokem.

Stavy obvodu mohou být:

- stabilní stav obvod je pracovní režim, ve kterém obvod může setrvat neomezeně dlouhou dobu a v případě malých změn obvodových veličin se do tohoto stavu vrací;

- kvazistabilní stav obvodu je pracovní režim, ve kterém se obvod nachází pouze přechodnou dobu, závislou na vlastnostech obvodu. Do tohoto stavu přechází obvod buď působením vnějšího signálu ze stabilního stavu, nebo samovolně z druhého kvazistabilního stavu.

Klopné obvody dělíme v zásadě na 3 základní druhy:

- astabilní k.o. (se 2 kvazistabilními stavy);

- monostabilní k.o. (s 1 stabilním a s 1 kvazistabilním stavem);

- bistabilní k.o. (se 2 stabilními stavy).


Bistabilní klopný obvod (BKO)

BKO - princip činnosti:

Bistabilní klopný obvod (BKO) je klopný obvod, který má dva stabilní stavy. Obvod může být sestaven buď z diskrétních součástek anebo může být v integrované podobě, avšak princip bývá vždy podobný.


Pro vysvětlení činnosti BKO (obr. A) bude BKO zastaven v jedné z náhodně vybraných stabilních poloh (neuvažujeme přitom tečkované části):


a) 1. stabilní stav:

Tranzistor T1 je otevřen a tranzistor T2 je zavřen (zahražen).


b) 1. překlápění obvodu:

V libovolném čase t1 přivedeme na bázi otevřeného tranzistoru T1 záporný spouštěcí impuls (obr. B), který začne tranzistor T1 zavírat, jeho kolektorové napětí Uce1 roste, vzrůst napětí se přenese přes rezistor Rb2 na bázi tranzistoru T2. Tranzistor T2 se otvírá, děj probíhá lavinovitě, až se tranzistor T1 úplně uzavře a tranzistor T2 úplně otevře. Tím skončilo překlápění a začíná 2. stabilní stav na libovolně dlouhou dobu.


c) 2. stabilní stav:

Tranzistor T1 je zavřen (zahražen) a tranzistor T2 otevřen.


d) 2. překlápění obvodu:

V libovolném čase t2 přivedeme na bázi otevřeného tranzistoru T2 záporný spouštěcí impuls (obr. B), který začne tranzistor T2 zavírat, jeho kolektorové napětí Uce2 roste, vzrůst napětí se přenese přes rezistor Rb1 na bázi tranzistoru T1. Tranzistor T1 se otvírá, děj probíhá lavinovitě, až se tranzistor T2 úplně uzavře a tranzistor T1 úplně otevře. Tím skončilo překlápění a začíná opět 1. stabilní stav na libovolně dlouhou dobu (do přivedení dalšího spouštěcího impulsu).


Pro urychlení přechodných jevů při překlápění, tj. pro zkrácení spínacích dob tranzistorů, se k rezistorům v bázích tranzistorů Rb1 a Rb2 připojují paralelně tzv. urychlovací kondenzátory C1 a C2 (naznačen tečkovaně) o poměrně malé kapacitě, proto nezaměňovat s AKO!!!


Spouštění BKO je nejvhodnější provádět záporným impulsem na bázi otevřeného tranzistoru NPN (neboť střídavé překlápění lze při střídající se polaritě impulsů uskutečnit v jedné bázi, neboť spouštět se dá i přivedením kladného impulsu na uzavřený tranzistor), popř. přivedením záporného impulsu na kolektor uzavřeného tranzistoru NPN.

Spouštění může být souměrné (spouštění má společný vstup), nebo nesouměrný ( spouštění má oddělené vstupy pro každý vstup).

BKO - vlastnosti, užití:

Vlastnosti: přivádíme-li na vstup (při souměrném spouštění) obdélníkové impulsy o dané frekvenci, pak na každém ze dvou možných výstupů bude frekvence o poloviční velikosti - dělička frekvencí

Užití: binární dělička frekvence impulsů; statický paměťový prvek s kapacitou 1 bit; součástí čítačů, registrů, pamětí, apod.

dlabos.wz.cz