一文看懂單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理及作用

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路組成

如圖所示，其中R、C為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)元件，它們的連接點(diǎn)Vc與定時(shí)器的閾值輸入端（6腳）及輸出端Vo‘（7腳）相連。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度tpo=1.1RC。

Ri、Ci構(gòu)成輸入回路的微分環(huán)節(jié)，用以使輸入信號(hào)Vi的負(fù)脈沖寬度tpi限制在允許的范圍內(nèi)，一般tpi》5RiCi，通過(guò)微分環(huán)節(jié)，可使Vi’的尖脈沖寬度小于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度tpo。若輸入信號(hào)的負(fù)脈沖寬度tpi本來(lái)就小于tpo，則微分環(huán)節(jié)可省略。

定時(shí)器復(fù)位輸入端（4腳）接高電平，控制輸入端Vm通過(guò)0.01uF接地，定時(shí)器輸出端Vo（3腳）作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的單穩(wěn)信號(hào)輸出端。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的四種基本電路圖

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)是：

1、在沒(méi)有受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器保持在穩(wěn)態(tài)；

2、在受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入“暫穩(wěn)態(tài)”。假設(shè)穩(wěn)態(tài)為0，則暫穩(wěn)態(tài)為1。

3、經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器從暫穩(wěn)態(tài)返回穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在暫穩(wěn)態(tài)停留的時(shí)間僅僅取決于電路本身的參數(shù)。

微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器包含阻容元件構(gòu)成的微分電路。因?yàn)镃MOS門(mén)電路的輸入電阻很高，所以其輸入端可以認(rèn)為開(kāi)路。電容和電阻構(gòu)成一個(gè)時(shí)間常數(shù)很小的微分電路，它能將較寬的矩形觸發(fā)脈沖變成較窄的尖觸發(fā)脈沖。穩(wěn)態(tài)時(shí)，等于0，等于0，等于，等于0，等于，電容兩端的電壓等于0。觸發(fā)脈沖到達(dá)時(shí)，大于，大于，等于0，等于0，等于，電容開(kāi)始充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)電容兩端的電壓上升到時(shí)，即上升到時(shí)，等于0，電路退出暫穩(wěn)態(tài)，電路的輸出恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。顯然，輸出脈沖寬度等于暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間。電路退出暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，已經(jīng)回到0（這是電容和電阻構(gòu)成的微分電路決定的），所以等于，等于，電容通過(guò)輸入端的保護(hù)電路迅速放電。當(dāng)下降到時(shí)，電路內(nèi)部也恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作過(guò)程分為下面三個(gè)階段來(lái)分析，圖為其工作波形圖：

①觸發(fā)翻轉(zhuǎn)階段：

輸入負(fù)脈沖Vi到來(lái)時(shí)，下降沿經(jīng)RiCi微分環(huán)節(jié)在Vi‘端產(chǎn)生下跳負(fù)向尖脈沖，其值低于負(fù)向閥值（1/3Vcc）。由于穩(wěn)態(tài)時(shí)Vc低于正向閥值（2/3Vcc），固定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為1，輸出Vo為高電平，集電極輸出對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，此時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。

②暫態(tài)維持階段：

由于集電極開(kāi)路輸出端（7腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，Vcc通過(guò)R向C充電，Vc按指數(shù)規(guī)律上升并趨向于Vcc。從暫穩(wěn)態(tài)開(kāi)始到Vc值到達(dá)正向閥值（2/3Vcc）之前的這段時(shí)間就是暫態(tài)維持時(shí)間tpo。

③返回恢復(fù)階段：

當(dāng)C充電使Vc值高于正向閥值（2/3Vcc）時(shí)，由于Vi’端負(fù)向尖脈沖已消失，Vi‘值高于負(fù)向閥值（1/3Vcc），定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為0，輸出低電平，集電極輸出端（7腳）對(duì)地導(dǎo)通，暫態(tài)階段結(jié)束。C通過(guò)7腳放電，使Vc值低于正向閥值（2/3Vcc），使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的作用

集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩種類(lèi)型：可重觸發(fā)的和不可重觸發(fā)的。在暫穩(wěn)態(tài)期間，前者受觸發(fā)脈沖的影響而后者不受觸發(fā)脈沖的影響。假設(shè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度為秒，兩個(gè)相隔秒的觸發(fā)脈沖先后到達(dá)，那么，它在第一個(gè)觸發(fā)脈沖的作用下進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這個(gè)暫穩(wěn)態(tài)還沒(méi)有結(jié)束，第二個(gè)觸發(fā)脈沖就到達(dá)了。對(duì)于可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)說(shuō)，電路將被重新觸發(fā)，輸出脈沖的寬度等于秒；對(duì)于不可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)說(shuō)，電路將不被重新觸發(fā)，輸出脈沖的寬度等于秒。

1、脈沖整形

當(dāng)某一連續(xù)脈沖前、后沿的陡度不能滿(mǎn)足要求，或者不能滿(mǎn)足脈沖寬度與幅度均相同的要求時(shí)，可將其作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)信號(hào)，就可在觸發(fā)器的輸出端獲得具有相同脈沖寬度與幅度且前沿和后沿較陡的整形脈沖信號(hào)。

2、定時(shí)

調(diào)整R、C的參數(shù)，可使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度為某一定值，并把它作為“與”門(mén)輸人信號(hào)之一。

3、延時(shí)

指的是單穩(wěn)態(tài)輸出脈沖波形的下降沿較之觸發(fā)脈沖的下降沿滯后了時(shí)間。