单稳态电路便是只要一种安稳输出状况的电路,如不自锁的按钮开关操控灯泡便是一个最典型、最简略的单稳态电路:不按按钮时,按钮处于抬起位,其常开触点断开,灯泡平息。只要用手按下按钮时,按钮的常开触点闭合,灯泡亮。当手脱离按钮,按钮马上抬起其常开触点康复断开,灯泡灭。该电路在不牵动按钮时总坚持平息的一种状况,故可称之为单稳态电路。
双稳态电路便是有二种安稳输出状况的电路,如自锁式按钮开关操控灯泡便是一个最典型、最简略的双稳态电路:当不按按钮时,自锁按钮将一直坚持它现有状况不变(如处于按下位,灯泡亮,如处于抬起位,灯泡灭),当用手按一下按钮,按钮将改动它的现有状况:由抬起位变压下或由压下位变抬起,使灯泡由灭变亮,或由亮变为平息。即该电路有二个稳态输出:亮或平息。故称之为双稳态电路。
下面画出2个用集成块组成的单稳态与双稳态电路供剖析参阅:
电路原理剖析:上图一为单稳态电路,上图二为双稳态电路,这二个电路均是由双D触发器4013组成。在剖析这2个电路原理之前,先介绍一下D触发器作业原理:D触发器,它有6个引线端点,其Q为正向输出端,Q为反向输出端,D为数据输入端,R为复位端,S为置位端,其R、S皆为高电位触发有用(即当R或S=1时,会使Q=1或使Q=0)。clk为操控端,当clk=1时,其上跳沿触发有用,将使输出端Q电位产生变化:如D=0,给clk端输入一正突跳脉冲,将使Q端输出输出为0,如D=1,给clk端输入一正突跳脉冲,将使Q端输出输出为1。
了解D触发器动作原理,就不难剖析上面二图的动作原理:
1、图一为单稳态电路,其电路是由D触发器、电阻R与电容C组成,电阻R二端别离接D触发器的Q端与S端,电容C的二端别离接S端与电源地(GND),4013的R端与D端接电源地(GND)。当接通电源瞬间,其输出或许会有2种输出状况:一种为:Q=1、Q=0,另一种为:Q=0、Q=1,但延时一段时间后该电路到达安稳状况后,其输出只要一种输出状况,即:Q=1,Q=0。请见以下剖析:
(1)、如通电瞬间,其输出状况为Q=1、Q=0,因为C的原电压=0,而Q=0,使R、C支路电压=0,C将坚持0V不变,即S端电压=0,R端接地,在无外信号触发clk端时,电路将总坚持这种输出状况。
(2)、如通电瞬间,其输出Q=0、Q=1,Q输出的高电压将经过电阻R向C充电,使C的电压由0上升,当C的电压上升到使S端置位使能的电位时,将使输出端Q置1。即Q=1、Q=0,Q=0将使R、C支路短路,则使C的电压经过电阻R进行放电,使C的电压由高电压下降,直至到0。这个放电进程,使S端电压由1↓0。这时其S与R端皆为0,不起置位或复位效果,在无外触发信号,电路将总坚持这种输出状况(Q=1、Q=0)不变。这便是单稳态电路在通电后,其稳态输出只要一种状况的原由。
触发使能其输出状况剖析:该电路在没有外动身信号动身时,其输出状况总坚持为:Q=1、Q=0。而数据端D一直=0。即输出Q与数据D的电压总是相反的。故当clk端输入一正脉冲信号时,其脉冲的上升沿使能,总会使输出端Q由1↓0,而Q端由0↑1。此刻的输出为暂态(即暂时坚持的输出状况):因为Q=1(高电压)将经过电阻R向C充电,使C的电压由0上升,当C的电压上升到使S端置位使能的电位时,S端置位使能,使输出Q=1,Q=0。而Q=0。又使C经过电阻R进行放电,即C的电压由高电压下降,直至到0。这时的S与R端皆为0,clj端如再无外触发脉冲时,电路将总坚持这种输出状况不变。即:Q=1、Q=0。
单稳态输出的暂态脉冲宽度,取决于电阻R与电容C的乘积:RC值大,输出脉冲宽,RC值小,输出脉冲窄。
2、图二为双稳态电路:其电路组成:就一个D触发器,无其它元件,其电路组成特点是:输出端Q与数据端D线衔接,其复位端R与置位端S皆接地。
当接通电源时,其输出状况有2种:(1)为:Q=0、Q=1;(2)为:Q=1、Q=0。
在没有外触发脉冲时,其输出状况坚持不变,即有二个稳态输出状况。当clk端输入一正脉冲时,其脉冲前沿(上升沿)触发有用,使输出状况产生回转,即如触发前Q=0、Q=1,触发后其输出Q=1、Q=0,如触发前Q=1、Q=0,触发后其输出Q=0、Q=1。
动作原理剖析:1、如触发前的输出状况为:Q=0,其Q=1,因为D与Q端相接,故此刻的D=1,当有正突跳脉冲触发clk端,将使输出Q与D端状况相同,即便Q=1,则Q=0。2、如触发前的输出状况为:Q=1,其Q=0,因为D与Q端相接,故此刻的D=0,当有正突跳脉冲触发clk端,将使输出Q与D端状况相同,即便Q=0,则Q=1。可见每触发一次clk端,都会使该电路的输出状况产生回转,故称为双稳态电路。