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[网上收集整理的双稳态电路.docVIP

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[网上收集整理的双稳态电路

电源接通时,一个三极管始终保持截止状态不变,另一个三极管始终保持饱和状态不变。当有外来信号触发时,原来截止的变为饱和状态,原来饱和的变为截止状态。但经过一段时间,两个三极管又恢复到原来的状态不变,这种电路只有一种稳定的状态,叫做单稳态电路,如图1-4-4所示。三极管单稳态电路的用途也很广,如延时电路等。 在电子电路中。其双稳态电路的特点是:它有两个稳定状态,在没有外来触发信号的作用下。电路始终处于原来的稳定状态。由于它具有两个稳定状态,故称为双稳态电路。在外加输入触发信号作用下,双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。双稳态电路在自动化控制中有着广泛的应用。 ??? 图 1 是用分立元件构成双稳态电路的基本形式,图 2 是电路中各点电压波形。晶体管 PNP 型 V1 、 V2 是二个反相器。交叉耦合构成双稳态电路,每个反相器的输出端通过电阻分别耦合到另一个反相器的输入端。由于反相器的输入和输出信号是反相的,很容易形成二个稳定状态: V1 截止 V2 导通。这是一个稳定状态;反之, V1 导通, V2 截止,这又是一个稳定状态; Rc1 、 Rc2 是 V1 、 V2 的负载电阻, Rk 、 Rk2 是二个晶体管级间耦合电阻。为了保证晶体管快速截止,用 RB1 、 RB2 及电源 EB 为各个晶体管的基极提供反偏置。两管集电极的 A 点和 B 点是两个输出端,这种电路一般是对称的,即 Rc1=Rc2,RB2=RB2 ,两管参数亦应相同。 ??? 图 3 是用集成电路与非门构成的双稳态电路 ( 又称 R-S 触发器 ) 。它是由与非门 1 、门 2 交叉耦合组成。它有两个稳定状态:一个是门 1 导通、门 2 截止,输出端 Q=0 ,ō =1 ;另一个稳定状态是门 1 截止、门 2 导通,输出端 Q=1 ,ō =0 。如果不考虑输入触发信号的作用,当门 1 导通,门 2 截止时, Q 端的低电平反馈到门 2 的输入端,保证门 2 的截止,同时ō端的高电平又反馈到门 1 的输入端,保证门 1 的导通,因而这一稳定状态得以保持住;同理,门 1 截止,门 2 导通,亦能保持住这一稳定状态。 ??? 假如门 1 导通,门 2 截止,在 S 端施如一负脉冲,门 1 从导通变为截止, Q 端从 O 变成 1 ,这个高电平加到门 2 的输入端,使门 2 从截止变为导通, Q 端从高电平变为低电平,又反馈到门 1 的输入端。即使撤除外加的触发脉冲,电路也将保持门 1 截止、门 2 导通的稳定状态。同理。当门 l 截止、门 2 导通时,从 R 端外加一触发脉冲,则成了门 1 导通、门 2 截止的另一稳定状态。 ??? 图 4 是用 D 触发器构成的双稳态电路。 D 触发器有两个互补的输出端 Q 与 Q ,可构成两个稳定状态:当 Q=1 时,ō =0 ,反之当 Q=0 时,ō =1 。图中将ō端与数据端口相连,即构成一双稳态电路。假定此时 D 触发器 Q=0 ,ō =1 ,从触发端 CL 输入一正脉冲,触发器将 D 端高电平送入触发器,触发器翻转, Q 端变为 1 、 Q 端变为 0 。如果撤去外加触发信号,电路就保持在 Q=1 , Q=0 的稳定状态。如果再在 CL 端输入一正脉冲信号,将 D 端低电平送入触发器, Q 为 0 , Q 为 1 ,电路保持在这一稳定状态。从图中可知,此时的触发器构成的双稳态电路的翻转与置位端 S 、复位端 R 无关。 ??? 图 5 是用 D 触发器构成的另一种双稳态路。 S 是置位端,在 S 端加一正电压,使 D 触发器置位, Q=1 , Q=0 ; R 是复位端,在 R 端加一正电压, D 触发器复位, Q=0 , Q=1 。所以,分别在 S 端、 R 端外加一正电压后 ( 注意,外加电压一旦产生作用,须立即撤除 ) ,电路从一种稳定状态翻转到另一种稳定状态。该双稳定电路与触发端 CL 、数据端 D 无关。 ??? 图 6 是用十进制计数/脉冲分配器 CD4017 构成的双稳态电路。电路通电后, VDD 经 C 、 R 微分后产生一尖峰正脉冲作用于复位端 R ,迫使 IC 复位, Yo=1 , Y1=0 ,这是第一种稳定状态;若在触发端 CL 外加一正脉冲, IC 翻转 Yo=0,Y1=l 。这是第二种稳定状态,即使撤去正脉冲,电路仍保持此状态。在 CL 端再外加一正脉冲, IC 又翻转 Y1=0 , Y2=1 , Y2 端的高电平经二极管 D 反馈至 R 端、 IC 复位, Yo=1 . Y1=0 ,电路恢复到第一种稳定状态。 ??? 图 7 是用集成运算放大器 F007 构成的双稳态电路。当无触发脉冲时,输出由于 D1 、 D2 及正反馈作用,保持在高电平,处于稳定状态。如果输入一

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