双稳态多谐振荡器以类似于触发器的方式工作,产生两个稳定输出中的一个,它们是彼此的补充
双稳态多谐振荡器是另一种类型两个状态器件类似于我们在前一个教程中看到的单稳态多谐振荡器,但这次的不同之处在于两个状态都是稳定的。
双稳态多谐振荡器具有两个稳定状态(因此名称:“bi”表示两个)并且无限期地保持给定的输出状态,除非应用外部触发器强制它改变状态。
双稳态多谐振荡器可以通过一个稳定状态切换到另一个稳定状态。因此,在外部触发脉冲的应用中,它需要两个外部触发脉冲才能返回其原始状态。由于双稳态多谐振荡器具有两种稳定状态,因此它们通常被称为锁存器和触发器,用于顺序型电路。
离散双稳态多谐振荡器是一种双态无再生器器件由两个交叉耦合的晶体管构成,用作“on-off”晶体管开关。在两种状态中的每一种状态下,其中一个晶体管被截止而另一个晶体管处于饱和状态,这意味着双稳态电路能够无限期地保持稳定状态。
改变双稳态从一个状态到另一个状态,双稳态电路需要合适的触发脉冲并经过一个完整的周期,需要两个触发脉冲,每个阶段一个。其更常见的名称或术语“触发器”与设备的实际操作有关,因为它“翻转”为一个逻辑状态,保持在那里然后改变或“翻转”回到其中第一个原始状态。考虑下面的电路。
双稳态多谐振荡器电路
双稳态多谐振荡器以上电路在两种状态下都是稳定的,要么是一个晶体管“off”而另一个是“on”,要么是第一个晶体管“on”,第二个“off”。让我们假设开关处于左侧位置,位置“a”。晶体管 tr 1 的基极将接地,并在其截止区域产生 q 的输出。这意味着晶体管 tr 2 为“on”,因为它的基极通过电阻 r1 和的串联组合连接到vcc r2 。当晶体管 tr 2 为“on”时, q 处的输出为零, q 的反方向或反方向。
如果开关现在向右移动,位置“b”,晶体管 tr 2 将切换为“off”,晶体管 tr 1 将通过电阻 r3 和 r4 的组合切换为“on”,从而产生 q 和 q 处的零输出相反。然后我们可以说当晶体管 tr 1 为“on”且 tr 2 为“一个稳定状态”时当晶体管 tr 1 为“off”且 tr 2 为“on”,开关位置为“b”。
然后不像单稳态多谐振荡器,其输出取决于所用反馈元件的 rc 时间常数,双稳态多谐振荡器输出取决于两个单独触发脉冲的应用,开关位置“a”或位置“b”。
所以双稳态多谐振荡器可产生非常短的输出脉冲或更长的矩形输出,其前沿随着外部施加的触发脉冲而上升,其后沿取决于第二触发脉冲,如下所示。
双稳态多谐振荡器波形
在两个稳定状态之间手动切换可能会产生双稳态多谐振荡器电路,但是不太实际。使用一个触发脉冲在两种状态之间切换的一种方法如下所示。
顺序切换双稳态多谐振荡器
通过施加单个触发脉冲来实现两种状态之间的切换,这又会导致“on”晶体管变为“off”而“off”晶体管变为“on”负极触发脉冲的一半。电路将依次通过向每个基极施加脉冲来顺序切换,这是通过使用偏置二极管作为转向电路的单个输入触发脉冲实现的。
然后应用第一个负脉冲开关每个晶体管的状态和第二脉冲负脉冲的施加将晶体管重置回其作为二分频计数器的原始状态。同样,我们可以去掉二极管,电容和反馈电阻,并将各个负触发脉冲直接施加到晶体管基极。
双稳态多谐振荡器有许多应用产生置位复位,sr用于计数电路的触发器电路,或用作计算机中的一位存储器存储装置。双稳态触发器的其他应用包括分频器,因为输出脉冲的频率恰好是触发输入脉冲频率的一半( f / 2 ),因为它们从单个输入改变状态脉冲。换句话说,电路产生频分,因为它现在将输入频率除以因子2(倍频程)。
ttl / cmos双稳态多谐振荡器
除了使用晶体管等各个分立元件生产双稳态多谐振荡器外,我们还可以使用常用的集成电路构建双稳态电路。以下电路显示了如何使用两个2输入逻辑“nand”门构建基本双稳态多谐振荡器电路。
nand门双稳态多谐振荡器
上面的电路向我们展示了如何使用连接在一起的两个 nand 门来形成基本的双稳态多谐振荡器。这种类型的双稳态电路也称为“双稳态触发器”。手动控制的双稳态多谐振荡器由单刀双掷开关(spdt)激活,在输出端产生逻辑“1”或逻辑“0”信号。
您可能已经注意到这一点电路看起来有点熟悉,你会是对的!这种类型的双稳态开关电路通常被称为sr nand门触发器,几乎与我们在顺序逻辑教程中看到的相同。在该特定教程中,我们看到这种类型的 nand 门双稳态产生了出色的“开关去抖”电路,只允许一个开关动作来控制其输出。
在下一个教程中 multivibrators ,我们将看一个具有no稳定状态的那个,因为它不断地从一个稳定状态切换到另一个稳定状态。这种类型的多谐振荡器电路被称为astable multivibrator,也称为“费用振荡器”。
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