双稳态多谐振荡器(bistable multivibrator)也被称为双稳态电路或触发器,是一种特殊的电子电路,具有两个稳定的工作状态。这种电路可以在两个状态之间切换,通常需要一个触发信号来改变其状态。在没有外来触发信号的作用下,双稳态电路会保持在其原来的稳定状态。
双稳态多谐振荡器的两个稳定状态通常表示为高电平(逻辑“1”)和低电平(逻辑“0”),这使其非常适合于作为数字电路的基本组成部分,用于存储和传输二进制信息。这种电路可以用作触发器或锁存器,是构成时序逻辑电路以及各种复杂数字系统的基本逻辑单元。
双稳态多谐振荡器的另一个重要特点是其输出信号的稳定性和可靠性。由于它具有两个稳定状态,因此输出信号的相位和频率非常稳定,这对于需要高精度测量、时基同步等应用非常适用。
在电路实现上,双稳态多谐振荡器可以使用不同的电子元件来实现,如晶体管、集成电路等。其中,使用晶体管的双稳态锁存电路是一种常见的实现方式,其电路结构简单,易于实现,被广泛应用于各种自动化控制系统中。
总之,双稳态多谐振荡器是一种重要的电子电路,具有两个稳定状态,可用于存储和传输二进制信息,广泛应用于数字电路、时序逻辑电路和复杂数字系统中。
接下来小编给大家分享一些双稳态多谐振荡器电路图,以及简单分析它们的工作原理。
1、使用BJT的双稳态多谐振荡器电路图
下面是使用两个NPN 双极结型晶体管(BJT) Q1和Q2设计的电路以及四个电阻器RC1、RC2、R1和R2。
首先,我们假设 SPDT 开关位于位置 1,该位置又将晶体管Q1的基极接地。结果,Q1将关闭(截止区域),而其集电极将保持在 VCC,因此 O1的输出将变高。这进而正向偏置晶体管Q2的BE结,将其切换为导通(进入饱和操作模式)。由此,集电极电流流过集电极电阻RC2 ,使Q2的集电极端子对地短路。因此,对于这种情况,O2端子处的输出变低。
除非外部触发,否则电路的这种状态无限期地保持不变。在这种情况下,将开关位置从 1 更改为 2 的操作就像电路的外部触发器一样。这样做时,晶体管 Q2的基极将接地,将其关闭(截止区域)。这也导致V CC出现在Q2的集电极端子处,进而导致O2端子处的高输出。此外,在这种状态下,Q1将导通(进入饱和工作模式),因为它的基极通过R 2连接到Q2的集电极端子。因此,Q 1的集电极端子将短路接地,导致端子 O 1处的输出变低。电路的这种状态再次保持,直到再次触发。
2、使用555定时器的双稳态多谐振荡器电路图
在这些电路中,输出在两种状态下都是稳定的。这些状态是使用外部触发器激活的,但与单稳态多谐振荡器)不同,它不会返回到其独特的状态。需要另一个触发器才能发生这种情况。这个过程与触发器有关。没有 RC 计时网络,因此没有预期参数。该电路可用于设计双稳态多谐振荡器。
Pin2 和 pin4 是触发和复位输入引脚,通过上拉电阻保持高电平,而 pin6(阈值输入)则简单接地。如此配置后,将触发器拉至接地片刻即可执行“SET”操作,并将 pin3(输出引脚)更改为 Vcc(高状态)。将阈值 i/p 拉至电源执行“重置”操作,并将输出引脚更改为 GND(低状态)。双稳态配置不需要电容器。
3、使用晶体管的双稳态多谐振荡器电路图
上述电路是一个具有两个输出的双稳态多谐振荡器电路,定义了电路的两个稳定状态。
最初,当开关处于A位置时,晶体管T1的基极处于地电位,因此截止。同时,晶体管T2的基极处于较高电位,开始导通。这导致输出引脚 1 直接接地,Vout1 处于逻辑低电平。 T1集电极的输出pin2直接连接Vcc,Vout2为逻辑高电平。
现在,当开关处于 B 位置时,晶体管动作相反(T1 导通,T2 截止),输出状态也相反。
4、使用逻辑门的双稳态多谐振荡器电路图
双稳态多谐振荡器最简单的形式是 SR 锁存器,由逻辑门实现。
假设初始输出处于逻辑高电平(Set)并且输入触发信号处于逻辑低信号(Reset)。这导致与非门1的输出处于逻辑高电平。由于U2的两个输入均为逻辑高电平,因此输出为逻辑低电平。
由于U3的两个输入均为逻辑高电平,因此输出为逻辑低电平,即Reset。对于输入处的逻辑高信号,会发生相同的操作,并且电路在 0 和 1 之间改变状态。正如所见,多振荡器的逻辑门的使用实际上是数字逻辑电路的示例。
5、使用555定时器的双稳态多谐振荡器电路图
双稳态多谐振荡器中的555定时器不需要使用任何电容器;相反,在接地与引脚 2 和 4 之间使用 SPDT 开关。
当开关位置使得引脚2与引脚6一起接地时,比较器1的输出为逻辑低信号,而比较器2的输出为逻辑高信号。这会重置 SR 触发器,并且触发器的输出为逻辑低电平。因此定时器的输出是逻辑高信号。
当开关位置为引脚4或触发器的复位引脚接地时,SR触发器被置位,输出为逻辑高电平。定时器的输出为逻辑低信号。因此,根据开关位置,获得高脉冲和低脉冲。
6、顺序切换双稳态多谐振荡器电路图
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)。
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