单稳态电路
单稳态电路(monostablecircuit)是一种具有稳态和暂态两种工作状态的基本脉冲单元电路。没有外加信号触发时,电路处于稳态。在外加信号触发下,电路从稳态翻转到暂态,并且经过一段时间后,电路又会自动返回到稳态。暂态时间的长短取决于电路本身的参数,而与触发信号作用时间的长短无关。
基本信息
- 中文名
单稳态电路
- 外文名
monostable circuit
- 状态数
只有一个稳定状态
- 一般
作固定脉冲宽度整形
- 解释
一段时间会回到原来的稳定状态
原理
单稳态电路可以由分立元件、集成逻辑门来构成,也可用555定时器或单片专用单稳态触发器实现。
集-基耦合单稳态触发器
电路如图1(a)所示。合理选择电路参数,使稳态时VT 饱和、VT 截止。当外加触发脉冲下降沿到来时,通过微分电路,二极管VD导通,u 下降、u 上升、u 上升、u 下降、u 又继续下降,产生正反馈,使电路迅速翻转到VT 截止、VT 饱和的暂态。随着电容器C上电压通过VT 的放电,u 上升。当它上升到VT 管的导通电压时,电路又一次产生正反馈,使VT 饱和、VT 截止。当C再次充电到稳态时的电荷值后,触发器回到稳态。工作波形如图1(b)所示。Q端输出脉冲宽度t =0.7R C。
微分型单稳态电路
由两个集成逻辑门及RC微分电路构成,如图2(a)所示。R 、C 为输入微分隔直电路。R、C是决定输出脉冲宽度的定时元件。稳态时G 导通、G 截止,u =U 。当u 有负脉冲触发时,G 截止,因为电容C上的电压不能突变,所以G 导通,电路进入暂态,电容器C由G 的输出电压经电阻R开始充电。随着C两端电压的升高,u 下降.当u 下降到G 的阈值电平时,G 开始截止,电路产生正反馈,迅速使G 导通、G 截止。当电容C上的电荷恢复到稳态值后,电路又回到稳态。该电路的输出脉冲宽度为:t (R+ R )Cln(·)其中,R 为G 的高电平输出电阻。
集成单稳态电路
分成两类:一类是可重触发的;一类是不可重触发的。前者是指在电路第一次触发后的暂态期间,允许再次被触发,后者则不允许,即第二次触发无效。
集成单稳态电路常设有若干个触发输入端,包括正边沿触发端及负边沿触发端。某些电路的内部还附加了一个施密特触发器,用以改善输入触发脉冲的边沿。此外,还常设有置0输入端。因此,使用灵活、方便。
积分型单稳态电路
由两个集成逻辑门及RC积分电路构成,如图2(b)所示。稳态时G 、G 同时截止,u 、u 、u 均为高电平。当u 正脉冲到来时,G 导通,立即使u =U ,电路进入暂态。随着电容C通过G 的放电,u 不断下降。当u =U 时,G 截止,u 回到高电平。当u 由高电平变低电平后,G 截止,电容C由G 的输出电压经电阻R充电,在u 恢复到高电平U 时,电路回到稳态。该电路适用于宽的正脉冲触发,输出脉冲宽度为:t (R+ R )Cln其中,R 为G 的低电平输出电阻。
状态
双稳态电路有两个稳定状态,一个输出端和两个输入端(“+”、“-”端各一个),当输入端的“+”端有触发信号时,输出端不管原来是什么状态,都会立即变为高电平,且一直稳定地输出高电平。如果当输入端的“-”端有触发信号时,输出端不管原来是什么状态,都会立即变为低电平,且一直稳定地输出低电平。触发翻转后会一直保持,有记忆效用,一般作 存储器或 计数器。
我们知道,数字电路的信号只有两种状态:逻辑低与逻辑高,即通常所说的0状态与1状态,或者0电平与1电平。
定义
单稳电路指的是该电路的输出信号只能在一种状态(逻辑高或低)下是稳定的,而当电路的输出处在另一种状态下时不能稳定的保持住,会自动的回到稳定的状态。
当然,双稳电路就是说电路的输出信号在两种状态下(0或1)都可以稳定的存在。