一文詳解單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

眾所周知，多諧振蕩器(或張弛振蕩器)是一種電子電路，可作為兩級(jí)放大器工作在穩(wěn)定和非穩(wěn)態(tài)模式下。在多諧振蕩器中，第一級(jí)的輸出被提供給第二級(jí)，第二級(jí)的輸出再次反饋到第一級(jí)。截止?fàn)顟B(tài)將變?yōu)轱柡?，飽和狀態(tài)將變?yōu)榻刂?。由于狀態(tài)轉(zhuǎn)換，多諧振蕩器可用作振蕩器、定時(shí)器和觸發(fā)器。

多諧振蕩器根據(jù)狀態(tài)的穩(wěn)定性分為三種類型，分別如下：

非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(Astable Multivibrator)：這種多諧振蕩器在這兩種狀態(tài)下都不會(huì)穩(wěn)定;它將迅速從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)。這種類型的多諧振蕩器主要用作振蕩器。此外，非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器也稱為自由運(yùn)行多諧振蕩器，切換狀態(tài)沒有時(shí)間限制。

單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(Monostable Multivibrator)：單穩(wěn)態(tài)也稱為單次多諧振蕩器。在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器中，有一種穩(wěn)態(tài)和一種非穩(wěn)態(tài)。這種多諧振蕩器需要一個(gè)觸發(fā)器(外部信號(hào))才能進(jìn)入非穩(wěn)態(tài)并在一段時(shí)間后回到穩(wěn)定狀態(tài)。時(shí)間段由用戶設(shè)定，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器主要用作定時(shí)器。

雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(Bi-Stable Multivibrator)：該電路具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，有效的觸發(fā)會(huì)改變狀態(tài)，它只會(huì)在下一次觸發(fā)之前處于該狀態(tài)。一般情況下，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器就是指觸發(fā)器。

單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器基本概念

多諧振蕩器的穩(wěn)定狀態(tài)是指在那一刻，輸出是高或低。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器有一種穩(wěn)態(tài)和一種準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)(非穩(wěn)態(tài))。當(dāng)對(duì)電路施加外部觸發(fā)時(shí)，多諧振蕩器將從穩(wěn)定狀態(tài)跳到準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)。并且在由電路元件(電阻和電容值)決定的一定時(shí)間'T'之后，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器自動(dòng)恢復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。

簡單來說，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器不需要外部觸發(fā)信號(hào)來引發(fā)這種反向轉(zhuǎn)換。電路保持在這種穩(wěn)定狀態(tài)，直到施加另一個(gè)觸發(fā)脈沖。

此外，電路返回其原始狀態(tài)的時(shí)間“T”稱為柵寬，因此單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器也被稱為門控電路或延遲電路。該電路用于在需要的時(shí)刻產(chǎn)生可變寬度的脈沖。可以觀看下圖，可以幫助你更好的理解：

另外，之前已經(jīng)介紹過基于使用555定時(shí)器的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路圖及應(yīng)用實(shí)例，感興趣的朋友倒是可以看看。

單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路操作原理

一個(gè)典型的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路圖如下圖所示：

上圖電路的工作原理過程如下：

當(dāng)電路沒有外部觸發(fā)時(shí)，一個(gè)晶體管將處于飽和狀態(tài)，另一個(gè)將處于截止?fàn)顟B(tài)。Q1處于截止模式并處于負(fù)電位，直到外部觸發(fā)操作，Q2處于飽和模式。

一旦外部觸發(fā)輸入Q1將打開，當(dāng)Q1達(dá)到飽和時(shí)，連接到Q1的集電極和Q2的基極的電容器將使晶體管Q2關(guān)閉。這種關(guān)斷Q2晶體管的狀態(tài)稱為非穩(wěn)態(tài)或準(zhǔn)狀態(tài)。

當(dāng)電容器充電到VCC時(shí)，Q2將再次開啟并自動(dòng)關(guān)閉Q1。所以電容通過電阻充電的時(shí)間與外部觸發(fā)時(shí)多諧振蕩器的準(zhǔn)或非穩(wěn)態(tài)成正比(t=0.69RC)。

主要應(yīng)用

單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器應(yīng)用也是比較廣泛的，典型的列子包括：

定時(shí)器

延遲電路

門控電路

總結(jié)

通過上面的介紹可以發(fā)現(xiàn)，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是一個(gè)非常重要的電路 ，即使在當(dāng)今也實(shí)際用于許多設(shè)計(jì)中。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器最常見的應(yīng)用是延遲和定時(shí)電路。除此之外，它還可以用于觸發(fā)電路、脈沖校正器，甚至用于存儲(chǔ)電路。