雙穩態多諧振蕩器以類似于觸發器的方式工作,產生兩個穩定輸出中的一個,它們是彼此的補充
雙穩態多諧振蕩器是另一種類型兩個狀態器件類似于我們在前一個教程中看到的單穩態多諧振蕩器,但這次的不同之處在于兩個狀態都是穩定的。
雙穩態多諧振蕩器具有兩個穩定狀態(因此名稱:“Bi”表示兩個)并且無限期地保持給定的輸出狀態,除非應用外部觸發器強制它改變狀態。
雙穩態多諧振蕩器可以通過一個穩定狀態切換到另一個穩定狀態。因此,在外部觸發脈沖的應用中,它需要兩個外部觸發脈沖才能返回其原始狀態。由于雙穩態多諧振蕩器具有兩種穩定狀態,因此它們通常被稱為鎖存器和觸發器,用于順序型電路。
離散雙穩態多諧振蕩器是一種雙態無再生器器件由兩個交叉耦合的晶體管構成,用作“ON-OFF”晶體管開關。在兩種狀態中的每一種狀態下,其中一個晶體管被截止而另一個晶體管處于飽和狀態,這意味著雙穩態電路能夠無限期地保持穩定狀態。
改變雙穩態從一個狀態到另一個狀態,雙穩態電路需要合適的觸發脈沖并經過一個完整的周期,需要兩個觸發脈沖,每個階段一個。其更常見的名稱或術語“觸發器”與設備的實際操作有關,因為它“翻轉”為一個邏輯狀態,保持在那里然后改變或“翻轉”回到其中第一個原始狀態。考慮下面的電路。
雙穩態多諧振蕩器電路
雙穩態多諧振蕩器以上電路在兩種狀態下都是穩定的,要么是一個晶體管“OFF”而另一個是“ON”,要么是第一個晶體管“ON”,第二個“OFF”。讓我們假設開關處于左側位置,位置“A”。晶體管 TR 1 的基極將接地,并在其截止區域產生 Q 的輸出。這意味著晶體管 TR 2 為“ON”,因為它的基極通過電阻 R1 和的串聯組合連接到Vcc R2 。當晶體管 TR 2 為“ON”時, Q 處的輸出為零, Q 的反方向或反方向。
如果開關現在向右移動,位置“B”,晶體管 TR 2 將切換為“OFF”,晶體管 TR 1 將通過電阻 R3 和 R4 的組合切換為“ON”,從而產生 Q <的輸出/ span>和 Q 處的零輸出相反。然后我們可以說當晶體管 TR 1 為“ON”且 TR 2 為“一個穩定狀態”時當晶體管 TR 1 為“OFF”且 TR 2 <時,OFF“,開關位置”A“和另一個穩定狀態存在/ span>為“ON”,開關位置為“B”。
然后不像單穩態多諧振蕩器,其輸出取決于所用反饋元件的 RC 時間常數,雙穩態多諧振蕩器輸出取決于兩個單獨觸發脈沖的應用,開關位置“A”或位置“B”。
所以雙穩態多諧振蕩器可產生非常短的輸出脈沖或更長的矩形輸出,其前沿隨著外部施加的觸發脈沖而上升,其后沿取決于第二觸發脈沖,如下所示。
雙穩態多諧振蕩器波形
在兩個穩定狀態之間手動切換可能會產生雙穩態多諧振蕩器電路,但是不太實際。使用一個觸發脈沖在兩種狀態之間切換的一種方法如下所示。
順序切換雙穩態多諧振蕩器
通過施加單個觸發脈沖來實現兩種狀態之間的切換,這又會導致“ON”晶體管變為“OFF”而“OFF”晶體管變為“ON”負極觸發脈沖的一半。電路將依次通過向每個基極施加脈沖來順序切換,這是通過使用偏置二極管作為轉向電路的單個輸入觸發脈沖實現的。
然后應用第一個負脈沖開關每個晶體管的狀態和第二脈沖負脈沖的施加將晶體管重置回其作為二分頻計數器的原始狀態。同樣,我們可以去掉二極管,電容和反饋電阻,并將各個負觸發脈沖直接施加到晶體管基極。
雙穩態多諧振蕩器有許多應用產生置位復位,SR用于計數電路的觸發器電路,或用作計算機中的一位存儲器存儲裝置。雙穩態觸發器的其他應用包括分頻器,因為輸出脈沖的頻率恰好是觸發輸入脈沖頻率的一半( f / 2 ),因為它們從單個輸入改變狀態脈沖。換句話說,電路產生頻分,因為它現在將輸入頻率除以因子2(倍頻程)。
TTL / CMOS雙穩態多諧振蕩器
除了使用晶體管等各個分立元件生產雙穩態多諧振蕩器外,我們還可以使用常用的集成電路構建雙穩態電路。以下電路顯示了如何使用兩個2輸入邏輯“NAND”門構建基本雙穩態多諧振蕩器電路。
NAND門雙穩態多諧振蕩器
上面的電路向我們展示了如何使用連接在一起的兩個 NAND 門來形成基本的雙穩態多諧振蕩器。這種類型的雙穩態電路也稱為“雙穩態觸發器”。手動控制的雙穩態多諧振蕩器由單刀雙擲開關(SPDT)激活,在輸出端產生邏輯“1”或邏輯“0”信號。
您可能已經注意到這一點電路看起來有點熟悉,你會是對的!這種類型的雙穩態開關電路通常被稱為SR NAND門觸發器,幾乎與我們在順序邏輯教程中看到的相同。在該特定教程中,我們看到這種類型的 NAND 門雙穩態產生了出色的“開關去抖”電路,只允許一個開關動作來控制其輸出。
在下一個教程中 Multivibrators ,我們將看一個具有NO穩定狀態的那個,因為它不斷地從一個穩定狀態切換到另一個穩定狀態。這種類型的多諧振蕩器電路被稱為Astable Multivibrator,也稱為“費用振蕩器”。
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