单稳态触发器的工作特点
单稳态触发器
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。
总结单稳态电路,多谐振荡器及施密特触发器的功能和各自的特点
总结单稳态电路,多谐振荡器及施密特触发器的功能和各自的
特点
1. 单稳态电路
功能：单稳态电路常用于产生固定时长的脉冲电信号，可广泛应用于定时、计数、测量等领域。
特点：单稳态电路一般由一个RC电路和一个触发器构成，工
作原理是在一定条件下，输入信号变化时，电路产生一个输出电平迅速上升或下降，保持一段时间后自动恢复原状态。
其特点是操作简单、时序控制准确、设计灵活。
2. 多谐振荡器
功能：多谐振荡器是一种可产生多种频率的电路，可用于产生多个频率的信号，广泛用于电子音乐合成、声光效果等领域。
特点：多谐振荡器由一个或多个谐振回路、放大器和反馈电路组成。
它的特点是可以产生多种频率的正弦波、方波、三角波等信号，并且可以在调节参数的情况下改变频率、幅度和波形。
3. 施密特触发器
功能：施密特触发器是一种用于信号整形、判别与转换的电路，可广泛应用于计算机和通讯等领域。
特点：施密特触发器是基于正反馈电路的，通过自身正反馈的作用，使得输入信号在电路的输出端被整形。
其特点是能够使得输入信号稳定地转换为数字信号，且通过调节电路参数，可实现滤波、判别、增益控制等功能。
单稳态触发器的研究
3.脉冲整形：不同脉宽、幅度脉冲触发单稳 态触发器后变换成一致脉宽、幅度的波形。
积件3-1-1单稳态触发器特性研究 三、单稳态触发器触发脉冲种类 1.上升沿触发
积件3-1-1单稳态触发器特性研究 三、Biblioteka 稳态触发器触发脉冲种类 2.下降沿触发
积件3-1-1单稳态触发器特性研究 四、用与非门组成的单稳态触发器 1．电路组成 单稳态触发器由两个与非门 和一个积分电路组成。
积件3-1-1单稳态触发器特性研究 四、用与非门组成的单稳态触发器 2．工作原理
(3) 自动返回到稳态 当vC下降到关门电平时，G2由开通返回到关闭 状态，vO由低电平返回到高电平。
积件3-1-1单稳态触发器特性研究 四、用与非门组成的单稳态触发器 3．正常工作条件：输入正脉冲vI的宽度 tpI一定要大于单稳态的输出脉冲宽度tp。 4．弱点：正常工作依赖输入脉冲宽度。
江苏无锡机电高等职业技术学校
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项目三 脉冲信号的产生与整形电路的研究 子项目一：单稳态触发器的研究
电子与信息技术专业
电子综合技术积件
制作教师：刘立钧
全国职业教育电子与信息技术专业数字化资源共建共享
图1积分型单稳态触发器
积件3-1-1单稳态触发器特性研究 四、用与非门组成的单稳态触发器
2．工作原理 电路处于稳态时外加触发信号，电路 翻转为暂稳态，经过一段时间电路自 动返回到稳态。
积件3-1-1单稳态触发器特性研究 四、用与非门组成的单稳态触发器 2．工作原理 (1) 电路的稳态 无论vI是高电平还是低电平，由于G1门的 反相作用，G2的两个输入中总有一个是低 电平，G2处于关闭状态，输出vO为高电 平，这是电路的稳态；
单稳态触发器 (2)
单稳态触发器概述单稳态触发器（Monostable Multivibrator），又称单谐振触发器或单稳态多谐振器，是一种基本的数字电路元件。
它在输入触发信号的边沿出现时，会在一定的时间间隔内产生一个输出脉冲。
单稳态触发器有广泛的应用，特别是在数字电路中的计算机系统、通信系统和控制系统中，扮演着重要的角色。
工作原理单稳态触发器由一个RS触发器加上一个RC电路组成。
当输入端的触发信号进行边沿触发时，RS触发器的状态发生改变，导致输出信号产生脉冲。
而RC电路则决定了脉冲的宽度。
触发信号在上升沿或下降沿时，通过一个比较器来将信号转换为高电平或低电平。
触发信号的上升沿或下降沿引起比较器输出瞬时反转，导致RS触发器的状态发生改变。
RS触发器的状态改变会导致输出脉冲的产生。
在输出脉冲的持续时间方面，RC电路起到了关键的作用。
RC电路由一个电阻和一个电容组成，当输入端的触发信号引起RS触发器状态改变时，电容开始充电，通过选择合适的电阻和电容值，可以控制电容充电的时间，从而控制输出脉冲的持续时间。
应用单稳态触发器在数字电路中有着广泛的应用。
常见的应用包括： 1. 脉冲生成器：单稳态触发器能够生成一定宽度的脉冲信号，可以用于时序控制和时序检测。
2. 边沿检测器：单稳态触发器可以检测输入信号的边沿，用于时序检测。
3. 延时器：通过调整RC电路的参数，可以实现不同的延时效果，在单片机、微控制器等系统中常用于延时应用。
4. 脉宽测量器：利用单稳态触发器的特性，可以对输入信号的脉冲宽度进行测量。
优点和缺点单稳态触发器具有以下优点： - 可靠性高：由于是基于硅片制造的集成电路，因此具有高可靠性和稳定性。
- 可控性强：通过调整RC电路的参数，可以灵活控制输出脉冲的宽度和时间间隔。
- 适用范围广：可以应用于不同的数字电路设计中，满足不同的需求。
然而，单稳态触发器也存在一些缺点： - 成本较高：由于是集成电路，制造工艺复杂，因此成本相对较高。
单稳态触发器特点及应用
单稳态触发器特点及应用单稳态触发器是一种基本的数字逻辑电路元件。
它有着独特的特点和广泛的应用。
单稳态触发器有两个稳定的状态，分别被称为"稳定1态"和"稳定0态"。
当输入信号发生边沿变化时，触发器会产生一次性的输出脉冲，将自己的状态从一个稳定状态转换至另一个稳定状态，然后再次保持在此状态，直到下一个输入信号的到来。
单稳态触发器有以下特点：1. 基本功能：单稳态触发器可以将一个瞬时的输入信号转换为一个确定的固定时间宽度的输出脉冲。
这个输出脉冲的时间宽度由触发器内部的电路元件和外部的电容、电阻等元件决定。
2. 稳定的状态：单稳态触发器有稳定1态和稳定0态两种状态，这两种状态之间可以通过输入信号触发器的边沿变化来转换。
3. 输出脉冲：在输入信号变化时，单稳态触发器会产生一次性的输出脉冲。
这个脉冲的宽度是固定的，不受输入信号变化的时间长短影响。
4. 延迟时间：单稳态触发器具有一个延迟时间，即输入信号发生变化到输出脉冲出现的时间间隔。
这个延迟时间是固定的，不受输入信号的频率和幅度的影响。
单稳态触发器有广泛的应用：1. 脉冲生成：单稳态触发器可以将一个瞬态输入信号转换为一个固定宽度的脉冲。
这个功能在很多电子设备中都有应用，例如数字逻辑电路中的时序控制、计数器的启动、断电、复位等。
2. 时序控制：单稳态触发器可以用来实现时序控制。
通过控制输入信号的变化时间和触发器自身的延迟时间，可以实现对电路的时序控制，例如在特定时间间隔内产生脉冲或者使特定电路模块按照固定的顺序工作。
3. 双稳态触发：单稳态触发器可以用来实现双稳态触发器。
通过将两个单稳态触发器串联，可以构建一个双稳态触发器。
在数字电路中，双稳态触发器用来存储和传输数字信号。
4. 电路保护：单稳态触发器可以用于电路保护。
当输入信号超过设定的阈值电平时，触发器会产生输出脉冲作为保护信号，告知其他电路模块需要停止工作或者采取其他保护措施。
单稳态触发器
t tw t
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单稳态触发器
作业：
1、第7章自我检查题：题7.1：6 2、第7章思考题与习题：题7.1:5 题7.2:1， 2
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1、单稳态触发器的工作原理
2、周期的计算方法
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单稳态触发器
一、单稳态触发器的特点 1、有一个稳定状态和一个暂稳状态。 2、在触发脉冲作用下，电路将从稳态翻转到暂稳 态，在暂稳态停留一段时间后，又自动返回稳定 状态。 3、暂稳态时间的长短取决于电路本身参数，与 触发脉冲的宽度无关。
单稳态触发器
单稳态触发器输出脉冲的宽度实际上是暂稳态持续 时间tw为电容C上的电压由低电平充到门2的阈值电压 UTH所需的时间，其大小可用下式估算 tw=RCln2≈0.7RC 在使用微分型单稳态触发器时，输人脉冲的宽度应小 于输出脉冲tw的宽度，否则电路将无法正常工作。
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二、电路组成
单稳态触发器
uI __ 1 UCC 3 O uC __ 2 UCC 3
uI __ 1 VDD 3 O uC __ 2 VDD 3 t2 tw t3
··
RR
uI uI
+UCC +VDD
4 8 4 8 6 6 uo 7 3 555 uC 7 555 3 VC 2 5 2 5 1 C 1 C
所以555定时器保持0状态不变。稳态时，uc＝0，uo=0
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单稳态触发器
2、暂稳态
在负触发脉冲uI的作用下，低电平触发 TR 端得到 低于1/3UCC的触发电平 由于此时uc＝0，UTH＜UCC, UTR＜UCC, 555定时器输 出高电平。同时放电管VT截止，电路进入暂稳态， 定时开始 暂稳态阶段（t1-t2）,电容C充电，充电回路为 UCC→R→C→地，充电时间常数为RC，uc按指数上 升。
单稳态触发器与施密特触发器原理及应用
单稳态触发器与施密特触发器原理及应用1.单稳态触发器的原理：单稳态触发器，也称为单稳多谐振荡器，是一个能够在输入信号发生变化时，产生一个固定时间的输出脉冲的元件。
它有两个稳态，一个是触发态，另一个是稳定态。
在触发态时，输出保持一个较低的电平；在稳定态时，输出保持一个较高的电平。
当输入信号发生变化时，触发器进入触发态并产生一个固定宽度的输出脉冲，然后返回稳定态。
单稳态触发器的原理是通过RC电路的充放电过程实现的。
当输入信号变为高电平时，电容开始充电，直到电压达到了触发器的门限电压。
这时，触发器进入稳定态。
而当输入信号变为低电平时，电容开始放电，直到电压降到触发器的触发电平。
这时，触发器进入触发态并产生一个固定宽度的输出脉冲。
2.单稳态触发器的应用：-消抖器：将机械开关产生的抖动信号转换为一个稳定的输出信号。
-一次性多谐振荡器：使用单稳态触发器的稳定脉冲输出来控制多谐振荡器的频率，实现一个稳定的脉冲输出。
-电平传递：将一个短时脉冲信号转换为一个稳定的电平信号输出。
3.施密特触发器的原理：施密特触发器，又称为滞回比较器，是一种具有正反馈的比较器。
它的输入信号必须经过两个不同的阈值电平才能改变输出状态。
施密特触发器有两个稳态，一个是高稳态，另一个是低稳态。
当输入信号超过上阈值电平时，触发器从低稳态切换到高稳态；当输入信号低于下阈值电平时，触发器从高稳态切换到低稳态。
施密特触发器的原理是利用正反馈产生滞回特性。
当输入信号超过上阈值电平时，正反馈会加强这个变化，使得输出电平更快地从低电平切换到高电平。
而当输入信号降低到下阈值电平时，正反馈会加强这个变化，使得输出电平更快地从高电平切换到低电平。
4.施密特触发器的应用：施密特触发器常用于数字信号处理中的滤波和门控电路等应用。
具体应用包括：-模数转换器：将模拟信号转换为数字信号时，需要滤除输入信号中的噪声和抖动。
施密特触发器可以用来实现这个滤波功能。
-数字信号选择器：当多个数字信号输入时，施密特触发器可以用来实现对一些信号的优先级选择。
数字电路 单稳态触发器
L HL H
输出脉宽 tw:
tW RC ln 2 0.7RC
L H L H 保持 输入触发脉冲最
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H
H
L
L L
H H
稳态
小周期 Tmin :
H H HH H
下降沿 触发
Tmin tW tre
周期性输入触发 脉冲占空比 q:
L L
上升沿 触发
q tW tW Tmin tW tre
一、电路组成及工作原理
8 +VCC 4
R5
01
& Q10 1
6
稳态：
TD 饱和, Q = 0 暂稳态：
3
TD 截止, Q = 1
u01O 引起暂稳态的原因:
1
uI
2
& 01
1
Q
7
uC
C1
TD 饱导饱截和通和 止
uIC与与V2CVCC/C3/3比比较较
1. 通电的随机过程；
2. uI 从 1 0 使 u2 < VCC/3， 引起 Q = 1，TD 截止。
二、可重复触发单稳态触发器 74122
可重复触发— 在暂稳态期间, 能够接受新的触发信号。
1. 图形符号 TR TRA TRB (TRA TRB )
TR–A TR–B
1&
可重复触发
Q
TR+A
TR+B
直接复位 RD
R
Rint RI
Q
Cext CX
Rext / Cext RX/CX
2. 功能表 TR TRA TRB (TRA TRB )
一、延时与定时
二、整形
1. 延时
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单稳态触发器的工作特点
单稳态触发器是一种能够保持在唯一的稳态状态上的触发器。
其工作特点如下：
1. 稳态和触发态：单稳态触发器有两个状态，一个是稳态（也称为非触发态或重置态），另一个是触发态。
在稳态下，输出保持在一个稳定的电平上，不随输入变化而改变；在触发态下，输出发生瞬时的变化，并且在一个确定的时间后返回到稳态。
2. 触发条件：单稳态触发器只有在特定的触发条件下才会从稳态转换为触发态。
触发条件可以是输入信号的上升沿或下降沿，也可以是特定的电平。
3. 触发时间：一旦触发条件满足，单稳态触发器会进入触发态，并且在一个预定的时间内保持在触发态。
这个时间被称为触发时间或宽度。
触发时间可以通过外部电路或内部元件的设置来确定。
4. 稳定时间：一旦触发时间结束，单稳态触发器会返回到稳态。
在返回到稳态的过程中，触发器处于稳定时间。
稳定时间是触发器从触发态恢复到稳态的时间间隔。
5. 适用性：单稳态触发器可用于各种数字电路应用中，如脉冲时序生成、电平提升和电平跟踪等。
它们可以将来自外部输入的突发事件变换为固定宽度且可控的脉冲输出。
总之，单稳态触发器是一种能够维持在稳态和触发态之间切换的触发器。
它们具有固定的触发时间和稳定时间，并且在满足特定触发条件时会从稳态转换为触发态。