积分型单稳态触发器共96页

单稳态触发器特点：电路有一个稳态、一个暂稳态。

在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。

暂稳态不能长久保持，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。

暂稳态的持续时间取决于RC电路的参数值。

单稳态触发器的这些特点被广泛地应用于脉冲波形的变换与延时中。

一、门电路组成的微分型单稳态触发器1. 电路组成及工作原理微分型单稳态触发器可由与非门或或非门电路构成，如下图。

与基本RS触发器不同,(a)由与非门构成的微分型单稳态触发器 (b)由或非门构成的微分型单稳态触发图6.7微分型单稳态触发器构成单稳态触发器的两个逻辑门是由RC耦合的，由于RC电路为微分电路的形式，故称为微分型单稳态触发器。

下面以CMOS或非门构成的单稳态触发器为例，来说明它的工作原理。

⑴ 没有触发信号时，电路处于一种稳态没有触发信号时，为低电平。

由于门输入端经电阻R接至，因此为低电平; 的两个输入均为0，故输出为高电平，电容两端的电压接近0V，这是电路的“稳态”。

在触发信号到来之前，电路一直处于这个状态：, 。

⑵ 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态当时，的输出由1 0，经电容C耦合，使,于是的输出v02 =1, 的高电平接至门的输入端，从而再次瞬间导致如下反馈过程：这样导通截至在瞬间完成。

此时，即使触发信号撤除（），由于的作用，仍维持低电平。

然而，电路的这种状态是不能长久保持的，故称之为暂稳态。

暂稳态时，，。

⑶ 电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态在暂稳态期间，电源经电阻R和门的导通工作管对电容C充电，随着充电时间的增加增加，升高，使时，电路发生下述正反馈过程（设此时触发器脉冲已消失）：迅速截止，很快导通，电路从暂稳态返回稳态。

, 。

暂稳态结束后，电容将通过电阻R放电，使C上的电压恢复到稳定状态时的初始值。

在整个过程中，电路各点工作波形如图6.8所示。

图6.8 微分型单稳态触发器各点工作波形2. 主要参数的计算(1) 输出脉冲宽度暂稳态的维持时间即输出脉冲宽度，可根据的波形进行计算。

详解单稳态触发器单稳态触发器是脉冲和数字电路中的基本触发器之一。

单稳态触发器的特点是只有一个稳定状态，另外还有一个暂时的稳定状态(暂稳状态)。

在没有外加触发信号时，电路处于稳定状态。

在外加触发信号的作用下，电路就从稳定状态转换为暂稳状态，并且在经过一段时间后，电路能够自动地回到稳定状态。

单稳态触发器在一个触发脉冲的作用下，能够输出一个具有一定宽度的矩形脉冲，常用在脉冲整形、定时和延时电路中。

单稳态触发器可以由晶体管、数字电路或时基电路等构成。

1.晶体管单稳态触发器晶体管单稳态触发器电路如图9-2所示，由VT1、VT22个晶体管交叉耦合组成。

VT1集电极与VT2基极之间由电容C1耦合，正是由于电容的耦合作用，电路具有了单稳态的特性。

图9-2 晶体管单稳态触发器R4、R3是VT1的基极偏置电阻，R2是VT2的基极偏置电阻，R1、R5分别是两管的集电极电阻。

微分电路C2、R6和隔离二极管VD组成触发电路。

输出信号可以从2个晶体管的集电极取出，两管输出信号相反。

(1)稳定状态单稳态触发器处于稳定状态时的情况如图9-3所示。

电源+VCC经R2为VT2提供基极偏流Ib2，VT2导通，其集电极电压Uc2=0V;VT1因无基极偏压而截止，其集电极电压Uc1=+VCC，电源+VCC经R1、VT2基极—发射极向电容C1充电，C1上的电压为左正右负，大小等于电源电压+VCC。

图9-3 稳定状态时的情况(2)暂稳状态当在单稳态触发器的触发端加上一个触发脉冲Ui时，经C2、R6微分，负触发脉冲通过VD加至导通管VT2基极使其截止，Uc2=+VCC，并通过R4为VT1提供基极偏流Ib1，使VT1导通，Uc1从+VCC下跳为0V。

由于电容C1两端电压不能突变，所以在此瞬间VT2基极电压Ub2将下跳为-VCC，使得VT2在触发脉冲结束之后仍然保持截止状态，这时电路处于暂稳状态，如图9-4所示。

图9-4 暂稳状态时的情况进入暂稳状态后，电容C1通过VT1集电极-发射极、电源、R2不断放电，放电结束后即进行反向充电，Ub2电位不断上升，如图9-5所示。

单稳态触发器在楼道、走廊等场所，我们经常可以看到触摸延时开关。

它实现自动照明功能，在常态时开关关断，灯灭；触摸后开关接通，灯亮，延时2~3分钟后自动关断，灯灭。

这是什么电路呢？单稳态触发器1.门电路构成的单稳态触发器（1）电路组成由两个或非门和RC电路组成。

触发脉冲加到G1门的一个输入端，G2门的输出作为整个电路的输出，电阻R和电容C作为定时元件，决定暂稳态的持续时间。

（3）暂稳态时间的调整暂稳态的持续时间用t w表示，即脉冲宽度，其数值取决于RC的大小。

t w=0.7RC即输出脉冲宽度与电阻和电容的参数大小成正比。

通常通过改变电容C的容量来粗调t w，改变电阻R 的阻值来细调t w。

2.集成单稳态触发器集成单稳态触发器的种类很多，如74LS121、74LS122、74LS123、CC14528等。

74LS123集成电路引脚排列74LS123具有两种触发方式，由A 端输入负脉冲为下降沿触发，若由B端输入正脉冲为上升沿触发。

清0端输出端外接电容端外接电阻/电容端t w =0.45R T C T（1）电路组成由两个或非门和RC 电路连接而成稳态（v O1=1,v O2=0）1门电路构成单稳态触发器（2）工作过程正触发信号作用下翻转暂稳态（v O1=0,v O2=1）经一定时间后，自动返回（3）暂稳态持续时间t w =0.7RC11门电路构成单稳态触发器集成单稳态触发器 74LS123芯片内含两个独立的单稳态触发器，具有正脉冲和负脉冲两种触发方式，输出脉冲宽度t w由外接电阻R T和电容C T决定，估算公式为t w=0.45R T C T单稳态触发器（1）电路特点①电路有1个稳态和1个暂稳态；②在外加触发信号作用下，电路可以从稳态翻转到暂稳态；③暂稳态维持一段时间后会自动返回稳态，其持续时间取决于RC定时元件的参数，与外加触发信号无关。

（2）电路应用常用于对脉冲信号进行整形处理、延时控制，还用于电路定时控制等。

门电路组成的微分型单稳态触发器单稳态触发器的特点:1. 电路中有一个稳态，一个暂稳态。

2. 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。

3. 暂稳态是一个不能长期保持的状态，由于电路中RC 延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。

暂稳态的持续时间取决于RC 电路的参数值。

单稳态触发器的这些特点被广泛地应用于脉冲波形的变换与延时中。

1、电路组成及工作原理微分型单稳态触发器可由与非门和或非门电路组成，图1(a)、(b)分别为由与非门和或非门构成的单稳态触发器。

与基本RC 触发器不同，构成单稳态触发器的两个规律门是由RC 耦合的，由于RC 电路为微分电路的形式，故称为微分型单稳态触发器。

下面以CMOS或非门构成的单稳态触发器为例，来说明它的工作原理。

(a) 由与非门构成的微分型单稳态触发器(b) 由或非门构成的微分型单稳态触发器图1 微分型单稳态触发器1. 没有触发信号时，电路处于一种稳态。

没有触发信号时，vⅠ为低电平。

由于门G2的输入端经电阻R 接VDD，因此vO2为低电平；G1的两个输入均为0，故输出vO1为高电平，电容两端的电压接近0V，这是电路的“稳态”。

在触发信号到来之前电路始终处于这个状态：vO1=VOH，vO2=VOL。

2. 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态。

当v1正跳变上升到Vth后，开头G1的输出vO1由高变低，经电容C 耦合，使vR为低电平，于是G2的输出vO2由低电平变为高电平。

vO2的高电平接至G1门的输入端，从而在此瞬间导致如下正反馈过程：这样G1导通，G2截止在瞬间完成。

此时，即使触发信号vⅠ撤除(vⅠ变为低电平)，由于vO2的作用，vO1仍维持低电平。

然而，电路的这种状态是不能长期保持的，故称之为暂稳态。

暂稳态时，vO1=VOL，vO2=VOH。

3. 电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态。

在暂稳态期间，电源经电阻R和门G1的导通工作管对电容C充电，随着充电时间的增加，vC增加，使vR上升，当vR达到阈值电压Vth 时，电路发生下述正反馈过程（设此时触发器脉冲已消逝）：于是G1门快速截止，G2门很快导通，最终使电路由暂稳态返回至稳态，vO1=VOH，vO2=VOL。

积分型单稳态电路
积分型单稳态电路是一种具有稳态和暂态两种工作状态的基本脉冲单元电路。

这种电路主要由两个集成逻辑门及RC积分电路构成。

当输入正脉冲后，电路会进入暂稳态，随着电容放电，当电压降至阈值后，电路会回到稳态。

这种电路具有较强的抗干扰能力，但其输出波形的边沿比较差，且触发脉冲的宽度必须大于输出脉冲宽度时才能正常工作。

在积分型单稳态电路中，TTL与非门常被用作基本元件。

电路的工作原理包括稳态和暂稳态两个阶段。

在稳态下，输入信号为0，两个门G1和G2同时截止，输出vO为高电平。

当输入正脉冲后，G1导通，输出v01产生负跳变。

由于电容C上的电压不能跳变，G2导通，使vO等于v01，电路进入暂稳态。

在暂稳态期间，电容开始放电，当vA电压降至阈值Vth后，G2截止，vO回到高电平，vA继续下降。

待输入信号回到低电平时，G1又截止，v01为高电平，电容开始充电。

经过一段恢复时间tre后，电路回到稳态，vA为高电平。

此外，积分型单稳态电路的输出脉冲宽度tW可以通过等效电路来计算。

等效电路可以简化为电容C与电阻RO（G1输出为低电平时的输出电阻）串联。

利用公式脉冲宽度tW= (3～5)(RR0')C可以计算出脉冲宽度，其中R0'是G1输出高电平时的输出电阻。