单稳态电路应用

单稳电路的应用是十分广泛的，一般用来产生一定时间宽度的（正或负）脉冲信号。

单稳（电路）触发器同“RS触发器”、“JK触发器”、“D触发器”等（后几种为双稳态的触发器）构成数字电路中基本的触发器类型，单稳电路也是数字电路中的基本电路。

注：在看数字电路的资料时，有时看到“三态”的字样，三态指的是除了前面说的逻辑状态0、逻辑状态1以外，还有称为“高阻态”的第三种的状态。“高阻态”指（信号）线呈高阻抗状态，就象信号线“断开”一样。“高阻态”应理解为“电路”的一种状态而不是“信号”的一种状态（数字信号只有0或1）。

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。

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。

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。

单稳态电路单稳态触发器

电路如图1（a）所示。合理选择电路参数，使稳态时VT₁饱和、VT₂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_B1下降、u_C1上升、u_B2上升、u_C2下降、u_B1又继续下降，产生正反馈，使电路迅速翻转到VT₁截止、VT₂饱和的暂态。随着电容器C上电压通过VT₂的放电，u_B1上升。当它上升到VT₁管的导通电压时，电路又一次产生正反馈，使VT₁饱和、VT₂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_w=0.7R_b1C。

单稳态电路微分电路

由两个集成逻辑门及RC微分电路构成，如图2（a）所示。R_d、C_d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G₁导通、G₂截止，u_O=U_OH。当u_I有负脉冲触发时，G₁截止，因为电容C上的电压不能突变，所以G₂导通，电路进入暂态，电容器C由G₁的输出电压经电阻R开始充电。随着C两端电压的升高，u₁₂下降.当u₁₂下降到G₂的阈值电平时，G₂开始截止，电路产生正反馈，迅速使G₁导通、G₂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_w=(R R₀)Cln(·)其中，R₀为G₁的高电平输出电阻。

单稳态电路集成电路

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。

单稳态电路积分电路

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G₁、G₂同时截止，u₀₁、u_A、u₀均为高电平。当u_I正脉冲到来时，G₁导通，立即使u₀=U_0L，电路进入暂态。随着电容C通过G₁的放电，u_A不断下降。当u_A=U_TH时，G₂截止，u₀回到高电平。当u_I由高电平变低电平后，G₁截止，电容C由G₁的输出电压经电阻R充电，在u_A恢复到高电平U_OH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_w=(R R₀)Cln其中，R₀为G₁的低电平输出电阻。

当输入Vi保持高电平时，Ci相当于断开。输入Vi'由于Ri的存在而为高电平Vcc。此时，①若定时器原始状态为0，则集电极输出（7脚）导通接地，使电容C放电、Vc=0，即输入6脚的信号低于2/3Vcc，此时定时器维持0不变。

②若定时器原始状态为1，则集电极输出（7脚）对地断开，Vcc经R向C充电，使Vc电位升高，待Vc值高于2/3Vcc时，定时器翻转为0态。

结论：单稳态触发器正常工作时，若未加输入负脉冲，即Vi保持高电平，则单稳态触发器的输出Vo一定是低电平。

单稳态触发器的工作过程分为下面三个阶段来分析：

①触发翻转阶段：

输入负脉冲Vi到来时，下降沿经RiCi微分环节在Vi'端产生下跳负向尖脉冲，其值低于负向阀值（1/3Vcc）。由于稳态时Vc低于正向阀值（2/3Vcc），固定时器翻转为1，输出Vo为高电平，集电极输出对地断开，此时单稳态触发器进入暂稳状态。

②暂态维持阶段：

由于集电极开路输出端（7脚）对地断开，Vcc通过R向C充电，Vc按指数规律上升并趋向于Vcc。从暂稳态开始到Vc值到达正向阀值（2/3Vcc）之前的这段时间就是暂态维持时间tpo 。

③返回恢复阶段：

当C充电使Vc值高于正向阀值(2/3Vcc）时，由于Vi'端负向尖脉冲已消失 ，Vi'值高于负向阀值（1/3Vcc），定时器翻转为0，输出低电平，集电极输出端（7脚）对地导通，暂态阶段结束。C通过7脚放电，使Vc值低于正向阀值（2/3Vcc），使单稳态触发器恢复稳态。

第1章 控制和振荡电路元器件基础知识综述 1

第2章 音量和音调控制器电路 31

第3章 立体声平衡控制器、响度控制器、亮度控制器、对比度控制器、色饱和度控制

第4章 自动控制电路 71

第5章 自动保护电路 105

第6章 正弦波振荡器 121

第7章 双稳态电路、单稳态电路和无稳态电路 139

第8章 集成运放振荡器、晶体振荡器和555集成电路振荡器 157

第9章 电视机场振荡器和行振荡器 183

…… 2100433B