雙穩態(tài)電路
工作原理
圖一為雙穩態(tài)電路,它是由兩級反相器組成的正反饋電路,有兩個(gè)穩定狀態(tài),或者是BG1導通、BG2截止;或者是BG1截止、BG2導通,由于它具有記憶功能,所以廣泛地用于計數電路、分頻電路和控制電路中,
原理,圖2(a)中,設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為BG1導通,BG2截止,當觸發(fā)脈沖方波從1端輸入,經(jīng)CpRp微分后,在A(yíng)點(diǎn)產(chǎn)生正、負方向的尖脈沖,而只有正尖脈沖能通過(guò)二極管D1作用于導通管BG1的基極是。ic1減小使BG1退出飽和并進(jìn)入放大狀態(tài),于是它的集電極電位降低,經(jīng)電阻分壓器送到截止管BG2的基極,使BG2的基極電位下降,如果下降幅度足夠時(shí),BG2將由截止進(jìn)入放大狀態(tài),因而產(chǎn)生下列正反饋過(guò)程(看下列反饋過(guò)程時(shí),應注意:在圖一的PNP電路中,晶體管的基極和集電極電位均為負值,所以uc1↓,表示BG1集電極電位降低,而uc1↑則表示BG1集電極電位升高,當BG1基極電位降低時(shí),則ic1↑,反之當BG1基極電位升高時(shí),ic1↓
ic1越來(lái)越小,ic2越來(lái)越大,最后到達BG1截止、BG2導通;接差觸發(fā)脈沖方波從2端輸入,并在t=t2時(shí),有正尖脈沖作用于導通管BG2的基極,又經(jīng)過(guò)正反饋過(guò)程,使BG1導通,BG2截止。以后,在1、2端的觸發(fā)脈沖的輪流作用下,雙穩電路的狀態(tài)也作用相應的翻轉,如圖一(b)所示。
圖一、雙穩態(tài)電路
由上述過(guò)程可見(jiàn):(1)雙穩態(tài)電路的尖頂觸發(fā)脈沖極性由晶體管的管型決定:PNP管要求正極性脈沖觸發(fā),而NPN管卻要求負極性脈沖觸發(fā)。(2)每觸發(fā)一次,電路翻轉一次,因此,從翻轉次數的多少,就可以計算輸入脈沖的個(gè)數,這就是雙穩態(tài)電路能夠計算的原理。
雙穩態(tài)電路的觸發(fā)電路形式有:?jiǎn)芜呌|發(fā)、基極觸發(fā)、集電極觸發(fā)和控制觸發(fā)等。
圖二給出幾種實(shí)用的雙穩態(tài)電路。電路(a)中D3、D4為限幅二極管,使輸出幅度限制在-6伏左右;電路(b)中的D5、D6是削去負尖脈沖;電路(C)中的ui1、ui2為單觸發(fā),ui為輸入觸發(fā)表一是上述電路的技術(shù)指標。
圖二、幾種實(shí)用的雙穩態(tài)電路
表一 本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/259021.htm | 幾種雙穩態(tài)觸發(fā)器的技術(shù)指標 | ||||
圖二 | (a) | (b) | (c) | (d) | |
管型 | 二極管 | 2AP3 | 2AP15 | 2AK1C | 2AK17 |
三極管 | 3AX31B | 3AG40 | 3AK20 | 3DK3B | |
信號電平 | “0”(無(wú)信號)(V) | 0 | 0 | 0 | +6 |
“1”(有信號)(V) | -6 | -6 | -9 | 0 | |
工作頻率(KHz) | 10 | 600 | 1000 | 8000 | |
抗干擾電壓(V) | ≥1 | ≥1.5 | ≥2 | 0.8-1 | |
觸發(fā)靈敏度(V) | ≤4 | ≤4.8 | ≤7 | 2.5 | |
輸出端的吸收能力(mA) | ≤4 | ≤6.7 | ≤2 | 10 | |
輸出端的發(fā)射能力(mA) | ≤44 | ≤12 | ≤12 | 7 | |
輸出脈沖的上升時(shí)間(μs) | 2 | ≤0.30 | ≤0.1 | ≤0.1 | |
輸出脈沖的下降時(shí)間(μs) | 2 | ≤0.36 | ≤0.15 | ≤0.1 | |
對β值的要求 | >50 | 50-80 | 60-90 | >50 | |
元件參數的允許化 | △β<10,±5% | △β<10,±5% | △β<10,±5% | △β<10,±5% | |
電源電壓的波動(dòng)范圍 | ±5% | ±5% | ±5% | ±5% | |
工作溫度范圍(℃) | 0-40 | -10-55 | -20-50 | -10-55 |
二、雙穩態(tài)電路的設計

圖三、雙穩態(tài)的設計電路
雙穩態(tài)設計電路見(jiàn)表二
表二 | 雙穩態(tài)電路的設計公式及計算實(shí)例 | |
要求 | (1)輸出幅度Um=6V,(2)上升時(shí)間,tr≤100nS | |
步驟 | 計算公式 | 計算實(shí)例 |
選擇晶體管 | 若工作頻率高時(shí),應選用高速硅開(kāi)關(guān)管 | 現選3DK,β=50 |
選擇電源電壓 | 圖3為設計電路,故應確定ED、EC、EB | ∵采用箝位電路,故選ED≈Um |
計算Rc | Rc<Ec/ED tr/CL | 現設CL=180pF |
計算Rk、RB | 為保證可靠截止,應滿(mǎn)足: | 現選Uces=0.4V,Ubeo=0.2V |
選擇CrRr | RrCr≤1/2fmax,通常Cr為幾十pF | 現選Cr=51pF |
選擇加速電容CK | 對合金管CK為幾百pF對高頻外延管CK為幾十pF | 現選Ck=51pF |
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