微分型单稳态触发器和积分型单稳态触发器

单稳态触发器

作者：上海交通大学  出处：  更新时间： 2004年06月23日

我们知道，因为触发器有两个稳定的状态，即0和1，所以触发器也被称为双稳态电路。与双稳态电路不同，单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0，要么是1。单稳态触发器的工作特点是：(1)在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器保持在稳态；（2）在受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器翻转，进入“暂稳态”。假设稳态为0，则暂稳态为1。（3）经过一段时间，单稳态触发器从暂稳态返回稳态。单稳态触发器在暂稳态停留的时间仅仅取决于电路本身的参数。 微分型单稳态触发器[图6.3.1]包含阻容元件构成的微分电路。因为CMOS门电路的输入电阻很高，所以其输入端可以认为开路。电容和电阻构成一个时间常数很小的微分电路，它能将较宽的矩形触发脉冲变成较窄的尖触发脉冲。稳态时，等于0，等于0，等于，等于0，等于，电容两端的电压等于0。触发脉冲到达时，大于，大于，等于0，等于0，等于，电容开始充电，电路进入暂稳态。当电容两端的电压上升到时，即上升到时，等于0，电路退出暂稳态，电路的输出恢复到稳态。显然，输出脉冲宽度等于暂稳态持续时间。电路退出暂稳态时，已经回到0（这是电容和电阻构成的微分电路决定的），所以等于，等于，电容通过输入端的保护电路迅速放电。当下降到时，电路内部也恢复到稳态。 图6.3.1 微分型单稳态触发器 图6.3.5 积分型单稳态触发器 积分型单稳态触发器[图6.3.5]包含阻容元件构成的积分电路。稳态时，等于0，、和等于。触发脉冲到达时，等于， 等于，仍等于，等于，电容开始通过电阻放电，电路进入暂稳态。当电容两端的电压下降到时，即下降到时，等于，电路退出暂稳态，电容的放电过程要持续到触发脉冲消失。回到后，又变成，电容转为充电。当上升到后，电路内部也恢复到稳态。 图6.3.8 集成单稳态触发器74121的逻辑图 在普通微分型单稳态触发器的基础上增加一个输入控制电路和一个输出缓冲电路就可以构成集成单稳态触发器[图6.3.8]。输入控制电路实现了触发脉冲宽度转换功能以及触发脉冲边沿选择功能。输出缓冲电路则提高了电路的负载能力。 集成单稳态触发器有两种类型：可重触发的和不可重触发的。在暂稳态期间，前者受触发脉冲的影响而后者不受触发脉冲的影响。假设单稳态触发器的输出脉冲宽度为秒，两个相隔秒的触发脉冲先后到达，，那么，它在第一个触发脉冲的作用下进入暂稳态，这个暂稳态还没有结束，第二个触发脉冲就到达了。对于可重触发的单稳态触发器来说，电路将被重新触发，输出脉冲的宽度等于秒；对于不可重触发的单稳态触发器来说，电路将不被重新触发，输出脉冲的宽度等于秒。