什么是單穩態觸發器
顧名思義,單穩態觸發器只有一個穩定狀態,一個暫態。沒有觸發脈沖時,觸發器輸出端可以保持的狀態,就是穩態。在觸發脈沖作用下,單穩態觸發器由穩態翻轉到暫態,暫態保持一段時間后,將自動變回穩態,暫態維持的時間就是單穩態觸發器的輸出脈寬。
單穩態觸發器的電路組成
如圖所示,其中R、C為單穩態觸發器的定時元件,它們的連接點Vc與定時器的閾值輸入端(6腳)及輸出端Vo‘(7腳)相連。單穩態觸發器輸出脈沖寬度tpo=1.1RC。
Ri、Ci構成輸入回路的微分環節,用以使輸入信號Vi的負脈沖寬度tpi限制在允許的范圍內,一般tpi》5RiCi,通過微分環節,可使Vi’的尖脈沖寬度小于單穩態觸發器的輸出脈沖寬度tpo。若輸入信號的負脈沖寬度tpi本來就小于tpo,則微分環節可省略。
定時器復位輸入端(4腳)接高電平,控制輸入端Vm通過0.01uF接地,定時器輸出端Vo(3腳)作為單穩態觸發器的單穩信號輸出端。
單穩態觸發器特點
⑴電路只有一個穩定的狀態,另一個狀態是暫穩態,不加觸發信號時,它始終處于穩態;
⑵在外加觸發脈沖(上升沿或下降沿)作用下,電路才能由穩態進入暫穩態,暫穩態不能長久保持,經過一段時間后能自動返回原來的穩態;
⑶暫穩態持續的時間取決于電路本身的參數,與外加觸發信號無關。
門電路構成的單穩態觸發器
或非門電路和與非門電路都可以構成單穩態觸發器。
1、或非門構成的單穩態觸發器
下圖所示為或非門構成的單穩態觸發器,電路由或非門D1,非門D2,定時電阻R和定時電容C組成。該單穩態觸發器由正脈沖觸發,輸出一個脈寬為Tw的正矩形脈沖。
單穩態觸發器電路處于穩態時,由于反相器D2輸入端經R接+VDD,其輸出端為0,耦合至D1輸入端使D1輸出端為1,電容C兩端電位相等,無壓降。
當在觸發端加入觸發脈沖時,或非門D1輸出端變為0,由于電容兩端的電壓不能突變,因此D2輸入端也變為0,D2輸出端變為1,由于輸出端電壓又反饋到D1輸入端形成閉環回路,所以電路一經觸發后,即使取消觸發脈沖Ui仍能保持暫穩狀態,此時,電源+VDD開始經R對C充電。
隨著C的充電,D2輸入端電位逐漸上升。當達到反相器D2的轉換閾值時,D2輸出端又變為0.由于閉環回路的正反饋作用,D1輸出端隨即變為1,電路回復穩態。直至再次被觸發,該電路各點波形如下圖所示。
2、與非門構成的單穩態觸發器
下圖所示為與非門構成的單穩態觸發器,電路由與非門D1,反相器D2,定時電阻R和定時電容C組成。和利用或非門單穩態觸發器不同的是,定時電阻R不是接+VDD,而是接地。該單穩態觸發器由負脈沖觸發,輸出一個脈寬為Tw的負矩形脈沖。
單穩態觸發器電路處于穩態時,由于反相器D2輸入端經R接地,其輸出端為1,耦合至D1輸入端使D1輸出端為0,電容C兩端電位相等,無壓降。
當在觸發端加入觸發脈沖時,與非門D1輸出端變為1,由于電容兩端的電壓不能突變,因此D2輸入端也變為1,D2輸出端變為0,電路進入暫穩態,隨著C的充電,D2輸入端電位逐步下降,當達到反相器D2的轉換閾值時,D2輸出端又變為1,電路回復穩態。直至再次被觸發,該電路各點波形如下圖所示。
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