Жан-Поль Эймишен - Электроника?.. Нет ничего проще!

Схему, обозначенную на рисунке буквой G , называют ключевой; управляемый напряжением электронный ключ не пропускает в точку F импульсы, подаваемые на его левый вход, если напряжение на его входе D равно нулю. Если же на вход D поступает положительное напряжение, то ключ откроется для прохода импульсов и приходящие на его левый вход импульсы окажутся в точке F .

Н. — Такую схему, вероятно, очень трудно сделать.

Л. — О, нет, обычно достаточно одного диода и одного резистора, но к этому вопросу мы еще вернемся. А пока я покажу тебе, что часть схемы, расположенная после точки В и получающая отрицательные импульсы, может иметь пять различных состояний, через которые она последовательно и проходит. Первый пришедший в точку В импульс опрокинет триггер В 2 ; потенциал левого выхода триггера В 2 (коллектор его транзистора Т 1 ) повысится и откроется ключ G …

Н. — Значит, этот первый импульс пройдет через G , и мы встретим его в точке F .

Л. — Нет. Незнайкин, ты, кажется, забыл о наличии резистора R и конденсатора С . Они несколько задержат повышение потенциала точки D . Но этого будет достаточно, чтобы вызвавший опрокидывание триггера В 2 импульс пришел к еще запертому ключу G и не смог через него пройти. А вот второй поступающий в точку В импульс спокойно пройдет через ключ G .

Н. — Но ведь этот импульс вновь воздействует на триггер В 2 ?

Л. — Он ничего ему не сможет сделать; не забывай, что импульс приходит только на один вход триггера, а когда отрицательный импульс поступит на базу запертого транзистора Т 1 , он не даст никакого эффекта.

Н. — Правильно, а я об этом забыл. Но если импульс ничего не сделает триггеру В 2 , он, должно быть, что-то сделает триггеру В 3 ?

Л. — Ты совершенно прав. Импульс опрокинет триггер В 3 , но никак не повлияет на триггер В 4 , потому что, переключившись с нуля на единицу, В 3 пошлет на триггер В 4 положительный импульс, на который тот не реагирует. Третий поступивший в точку В импульс пройдет через ключ G (триггер В 2 все еще находится в положении 1 (единицы). Оказавшись в точке F , третий импульс возвращает триггер В 3 в нуль, в результате чего триггер В 3 посылает отрицательный импульс на вход триггера В 4 и опрокидывает его. Поступивший в точку В четвертый импульс проходит через ключ G , достигает точки F и переводит триггер В 3 в положение 1, что никак не сказывается на состоянии триггера В 4 …

Н. — У меня сложилось такое впечатление, что триггеры В 3 и В 4 работают как классический счетчик, умеющий считать до 3. Разве не так?

Л. — Твое впечатление совершенно правильное и обоснованное. А теперь рассмотрим, что произойдет при приходе в точку В пятого импульса. Он пройдет через ключ и, достигнет точки F , переведет триггер В 3 в положение нуля, в результате чего В 3 даст отрицательный импульс, который опрокинет триггер В 4 вернув его в нуль. При переходе в нулевое состояние триггер В 4 в свою очередь даст отрицательный импульс на свой выход Н , откуда он поступит на правый вход триггера В 2 и переведет его в нуль.

Н. — Но этого не может быть! Как только В 2 вернется на нуль, он запрет ключ G и не пропустит этот пятый импульс.

Л. — Мне кажется, что ты еще раз забыл о наличии резистора R и конденсатора С , которые замедлят передачу импульса с выхода триггера В 2 на ключ G . Но даже и без этих резистора и конденсатора не было бы никакой опасности. Пятый импульс сначала проходит через G , затем переводит В 3 в нуль, что вызывает далее переключение В 4 в нуль, и только после этого порождаемый переключением триггера В 4 отрицательный импульс отправляется на триггер В 2 . Благодаря всем этим задержкам пятый импульс свободно успевает пройти через ключ С , который он сам позднее запирает.

Н. — Очень умная система. Если я верно понял, здесь имеется четырехпозиционный счетчик, состоящий из триггеров В 3 и В 4 , который может считать от 0 до 3. Один из посланных в счетчик импульсов с помощью ключа G направляют в триггер В 2 ; благодаря такому приему система может считать от 0 до 4, т. е. до 5.

Л. — Ты абсолютно прав, Незнайкин, прими мои поздравления. Сегодня ты в прекрасной форме. Теперь ты понимаешь, что вся система делит на 10, потому что устройство, состоящее из триггеров В 2, В 3 и В 4 , возвращается в исходное положение после каждых пяти импульсов, поступающих в точку В , что соответствует десяти импульсам в точке А .

Н. — Я согласен, что твоя схема хорошо считает десятками. Но я не понимаю, как мы зрительно обозначим результат.

Л. — Для этого необходимо с помощью резисторов смешать напряжения с коллекторов четырех триггеров. Подробное описание этих схем покажется очень сложным, но большого интереса не представляет. Запомни только, что легко получить напряжения на десяти независимых проводниках, одно напряжение будет положительным, а остальные отрицательными. Когда вся система стоит на нуле, положительное напряжение подается на проводник, именуемый «нулем», а все остальные проводники имеют отрицательный потенциал. По мере поступления импульсов в декаду положительное напряжение переносится на проводники, обозначенные цифрами 1, и 2 так далее до 9, затем оно вновь возвращается на проводник с отметкой 0. Эти 10 проводников соединены с базами 10 кремниевых транзисторов, способных выдержать высокое напряжение. В цепи коллекторов этих 10 транзисторов включены 10 неоновых лампочек, которые могут загораться поочередно при отпирании транзистора, управляющего соответствующей лампой.

Н. — Такая система требует очень много компонентов. Если я правильно понял, только для обозначения одной цифры потребуется выстроить в линию 10 твоих неоновых ламп и рядом с ними написать цифры от 0 до 9. Должно быть что-то более совершенное. Однажды у одного из моих приятелей, занимающегося ядерной физикой, я видел в приборе счетчик, в котором наподобие электронной лампы на одном и том же месте появлялись ярко видимые красные цифры. Как может быть устроен такой индикатор?