單穩态觸發器

單穩态觸發器

電子電路器件
單穩态觸發器隻有一個穩定狀态,一個暫穩态。在外加脈沖的作用下,單穩态觸發器可以從一個穩定狀态翻轉到一個暫穩态。由于電路中RC延時環節的作用,該暫态維持一段時間又回到原來的穩态,暫穩态維持的時間取決于RC的參數值。
    中文名:單穩态觸發器 外文名:monostable multivibrator 用途:計時器、監視心率轉速

簡介

1.單穩态觸發器隻有一個穩定狀态,一個暫穩态。

2.在外加脈沖的作用下,單穩态觸發器可以從一個穩定狀态翻轉到一個暫穩态。

3.由于電路中RC延時環節的作用,該暫态維持一段時間又回到原來的穩态,暫穩态維持的時間取決于RC的參數值。

電路組成

如圖6-7所示,其中R、C為單穩态觸發器的定時元件,它們的連接點Vc與定時器的阈值輸入端(6腳)及輸出端Vo'(7腳)相連。單穩态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,用以使輸入信号Vi的負脈沖寬度tpi限制在允許的範圍内,一般tpi>5RiCi,通過微分環節,可使Vi'的尖脈沖寬度小于單穩态觸發器的輸出脈沖寬度tpo。若輸入信号的負脈沖寬度tpi本來就小于tpo,則微分環節可省略。

定時器複位輸入端(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)作為單穩态觸發器的單穩信号輸出端。

工作原理

當輸入Vi保持高電平時,Ci相當于斷開。輸入Vi'由于Ri的存在而為高電平Vcc。此時,①若定時器原始狀态為0,則集電極輸出(7腳)導通接地,使電容C放電、Vc=0,即輸入6腳的信号低于2/3Vcc,此時定時器維持0不變。

②若定時器原始狀态為1,則集電極輸出(7腳)對地斷開,Vcc經R向C充電,使Vc電位升高,待Vc值高于2/3Vcc時,定時器翻轉為0态。

結論:單穩态觸發器正常工作時,若未加輸入負脈沖,即Vi保持高電平,則單穩态觸發器的輸出Vo一定是低電平。

單穩态觸發器的工作過程分為下面三個階段來分析,圖6-8為其工作波形圖:

①觸發翻轉階段:

輸入負脈沖Vi到來時,下降沿經RiCi微分環節在Vi'端産生下跳負向尖脈沖,其值低于負向閥值(1/3Vcc)。由于穩态時Vc低于正向閥值(2/3Vcc),固定時器翻轉為1,輸出Vo為高電平,集電極輸出對地斷開,此時單穩态觸發器進入暫穩狀态。

②暫态維持階段:

由于集電極開路輸出端(7腳)對地斷開,Vcc通過R向C充電,Vc按指數規律上升并趨向于Vcc。從暫穩态開始到Vc值到達正向閥值(2/3Vcc)之前的這段時間就是暫态維持時間tpo。

③返回恢複階段:

當C充電使Vc值高于正向閥值(2/3Vcc)時,由于Vi'端負向尖脈沖已消失,Vi'值高于負向閥值(1/3Vcc),定時器翻轉為0,輸出低電平,集電極輸出端(7腳)對地導通,暫态階段結束。C通過7腳放電,使Vc值低于正向閥值(2/3Vcc),使單穩态觸發器恢複穩态。

應用舉例

利用單穩态觸發器的特性可以實現脈沖整形,脈沖定時等功能。

1.脈沖整形

利用單穩态觸發器能産生一定寬度的脈沖這一特性,可以将過窄或過寬的輸入脈沖整形成固定寬度的脈沖輸出。

如圖6-9所示的不規則輸入波形,經單穩态觸發器處理後,便可得到固定寬度、固定幅度,且上升、下降沿陡峭的規整矩形波輸出。

2.脈沖定時:

若将單穩态觸發器的輸出Vo接至與門的一個輸入腳,與門的另一個輸入腳輸入高頻脈沖序列Vf。單穩态觸發器在輸入負向窄脈沖到來時開始翻轉,與門開啟,允許高頻脈沖序列通過與門從其輸出端VAND輸出。經過tpo定時時間後,單穩态觸發器恢複穩态,與門關閉,禁止高頻脈沖序列輸出。由此實現了高頻脈沖序列的定時選通功能

相關詞條

相關搜索

其它詞條