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單穩(wěn)態(tài)電路與雙穩(wěn)態(tài)電路

作者: 時(shí)間:2018-08-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

單穩(wěn)態(tài)電路就是只有一種穩(wěn)定輸出狀態(tài)的電路,如不自鎖的按鈕開(kāi)關(guān)燈泡就是一個(gè)最典型、最簡(jiǎn)單的單穩(wěn)態(tài)電路:不按按鈕時(shí),按鈕處于抬起位,其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),燈泡熄滅。只有用手按下按鈕時(shí),按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,燈泡亮。當(dāng)手離開(kāi)按鈕,按鈕立刻抬起其常開(kāi)觸點(diǎn)恢復(fù)斷開(kāi),燈泡滅。該電路在不觸動(dòng)按鈕時(shí)總保持熄滅的一種狀態(tài),故可稱之為單穩(wěn)態(tài)電路。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201808/386390.htm

雙穩(wěn)態(tài)電路就是有二種穩(wěn)定輸出狀態(tài)的電路,如自鎖式按鈕開(kāi)關(guān)燈泡就是一個(gè)最典型、最簡(jiǎn)單的雙穩(wěn)態(tài)電路:當(dāng)不按按鈕時(shí),自鎖按鈕將始終保持它現(xiàn)有狀態(tài)不變(如處于按下位,燈泡亮,如處于抬起位,燈泡滅),當(dāng)用手按一下按鈕,按鈕將改變它的現(xiàn)有狀態(tài):由抬起位變壓下或由壓下位變抬起,使燈泡由滅變亮,或由亮變?yōu)橄纭<丛撾娐酚卸€(gè)穩(wěn)態(tài)輸出:亮或熄滅。故稱之為雙穩(wěn)態(tài)電路。

下面畫出2個(gè)用集成塊組成的單穩(wěn)態(tài)與雙穩(wěn)態(tài)電路供分析參考:

電路原理分析:上圖一為單穩(wěn)態(tài)電路,上圖二為雙穩(wěn)態(tài)電路,這二個(gè)電路均是由雙D觸發(fā)器4013組成。在分析這2個(gè)電路原理之前,先介紹一下D觸發(fā)器工作原理:D觸發(fā)器,它有6個(gè)引線端點(diǎn),其Q為正向輸出端,Q為反向輸出端,D為數(shù)據(jù)輸入端,R為復(fù)位端,S為置位端,其R、S皆為高電位觸發(fā)有效(即當(dāng)R或S=1時(shí),會(huì)使Q=1或使Q=0)。clk為端,當(dāng)clk=1時(shí),其上跳沿觸發(fā)有效,將使輸出端Q電位發(fā)生變化:如D=0,給clk端輸入一正突跳脈沖,將使Q端輸出輸出為0,如D=1,給clk端輸入一正突跳脈沖,將使Q端輸出輸出為1。

了解D觸發(fā)器動(dòng)作原理,就不難分析上面二圖的動(dòng)作原理:

1、圖一為單穩(wěn)態(tài)電路,其電路是由D觸發(fā)器、電阻R與電容C組成,電阻R二端分別接D觸發(fā)器的Q端與S端,電容C的二端分別接S端與電源地(GND),4013的R端與D端接電源地(GND)。當(dāng)接通電源瞬間,其輸出可能會(huì)有2種輸出狀態(tài):一種為:Q=1、Q=0,另一種為:Q=0、Q=1,但延時(shí)一段時(shí)間后該電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,其輸出只有一種輸出狀態(tài),即:Q=1,Q=0。請(qǐng)見(jiàn)以下分析:

(1)、如通電瞬間,其輸出狀態(tài)為Q=1、Q=0,由于C的原電壓=0,而Q=0,使R、C支路電壓=0,C將保持0V不變,即S端電壓=0,R端接地,在無(wú)外信號(hào)觸發(fā)clk端時(shí),電路將總保持這種輸出狀態(tài)。

(2)、如通電瞬間,其輸出Q=0、Q=1,Q輸出的高電壓將通過(guò)電阻R向C充電,使C的電壓由0上升,當(dāng)C的電壓上升到使S端置位使能的電位時(shí),將使輸出端Q置1。即Q=1、Q=0,Q=0將使R、C支路短路,則使C的電壓通過(guò)電阻R進(jìn)行放電,使C的電壓由高電壓下降,直至到0。這個(gè)放電過(guò)程,使S端電壓由1↓0。這時(shí)其S與R端皆為0,不起置位或復(fù)位作用,在無(wú)外觸發(fā)信號(hào),電路將總保持這種輸出狀態(tài)(Q=1、Q=0)不變。這就是單穩(wěn)態(tài)電路在通電后,其穩(wěn)態(tài)輸出只有一種狀態(tài)的原由。

觸發(fā)使能其輸出狀態(tài)分析:該電路在沒(méi)有外出發(fā)信號(hào)出發(fā)時(shí),其輸出狀態(tài)總保持為:Q=1、Q=0。而數(shù)據(jù)端D始終=0。即輸出Q與數(shù)據(jù)D的電壓總是相反的。故當(dāng)clk端輸入一正脈沖信號(hào)時(shí),其脈沖的上升沿使能,總會(huì)使輸出端Q由1↓0,而Q端由0↑1。此時(shí)的輸出為暫態(tài)(即暫時(shí)保持的輸出狀態(tài)):因?yàn)镼=1(高電壓)將通過(guò)電阻R向C充電,使C的電壓由0上升,當(dāng)C的電壓上升到使S端置位使能的電位時(shí),S端置位使能,使輸出Q=1,Q=0。而Q=0。又使C通過(guò)電阻R進(jìn)行放電,即C的電壓由高電壓下降,直至到0。這時(shí)的S與R端皆為0,clj端如再無(wú)外觸發(fā)脈沖時(shí),電路將總保持這種輸出狀態(tài)不變。即:Q=1、Q=0。

單穩(wěn)態(tài)輸出的暫態(tài)脈沖寬度,取決于電阻R與電容C的乘積:RC值大,輸出脈沖寬,RC值小,輸出脈沖窄。

2、圖二為雙穩(wěn)態(tài)電路:其電路組成:就一個(gè)D觸發(fā)器,無(wú)其它元件,其電路組成特點(diǎn)是:輸出端Q與數(shù)據(jù)端D線連接,其復(fù)位端R與置位端S皆接地。

當(dāng)接通電源時(shí),其輸出狀態(tài)有2種:(1)為:Q=0、Q=1;(2)為:Q=1、Q=0。

在沒(méi)有外觸發(fā)脈沖時(shí),其輸出狀態(tài)保持不變,即有二個(gè)穩(wěn)態(tài)輸出狀態(tài)。當(dāng)clk端輸入一正脈沖時(shí),其脈沖前沿(上升沿)觸發(fā)有效,使輸出狀態(tài)發(fā)生反轉(zhuǎn),即如觸發(fā)前Q=0、Q=1,觸發(fā)后其輸出Q=1、Q=0,如觸發(fā)前Q=1、Q=0,觸發(fā)后其輸出Q=0、Q=1。

動(dòng)作原理分析:1、如觸發(fā)前的輸出狀態(tài)為:Q=0,其Q=1,由于D與Q端相接,故此時(shí)的D=1,當(dāng)有正突跳脈沖觸發(fā)clk端,將使輸出Q與D端狀態(tài)相同,即使Q=1,則Q=0。2、如觸發(fā)前的輸出狀態(tài)為:Q=1,其Q=0,由于D與Q端相接,故此時(shí)的D=0,當(dāng)有正突跳脈沖觸發(fā)clk端,將使輸出Q與D端狀態(tài)相同,即使Q=0,則Q=1??梢?jiàn)每觸發(fā)一次clk端,都會(huì)使該電路的輸出狀態(tài)發(fā)生反轉(zhuǎn),故稱為雙穩(wěn)態(tài)電路。



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