双稳态电路

双稳态电路

在电子电路中。其双稳态电路的特点是：它有两个稳定状态，在没有外来触发信号的作用下。电路始终处于原来的稳定状态。由于它具有两个稳定状态，故称为双稳态电路。在外加输入触发信号作用下，双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。双稳态电路在自动化控制中有着广泛的应用。

图1 是用分立元件构成双稳态电路的基本形式，图2 是电路中各点电压波形。晶体管PNP 型V1 、V2 是二个反相器。交叉耦合构成双稳态电路，每个反相器的输出端通过电阻分别耦合到另一个反相器的输入端。由于反相器的输入和输出信号是反相的，很容易形成二个稳定状态：V1 截止V2 导通。这是一个稳定状态；反之，V1 导通，V2 截止，这又是一个稳定状态；Rc1 、Rc2 是V1 、V2 的负载电阻，Rk 、Rk2 是二个晶体管级间耦合电阻。为了保证晶体管快速截止，用RB1 、RB2 及电源EB 为各个晶体管的基极提供反偏置。两管集电极的A 点和B 点是两个输出端，这种电路一般是对称的，即Rc1=Rc2,RB2=RB2 ，两管参数亦应相同。

图3 是用集成电路与非门构成的双稳态电路( 又称R-S 触发器) 。它是由与非门

1 、门

2 交叉耦合组成。它有两个稳定状态：一个是门1 导通、门2 截止，输出端Q="0" ，ō =1 ；另一个稳定状态是门1 截止、门2 导通，输出端Q="1" ，ō =0 。如果不考虑输入触发信号的作用，当门1 导通，门2 截止时，Q 端的低电平反馈到门2 的输入端，保证门2 的截止，同时ō端的高电平又反馈到门1 的输入端，保证门1 的导通，因而这一稳定状态得以保持住；同理，门1 截止，门2 导通，亦能保持住这一稳定状态。

假如门1 导通，门2 截止，在S 端施如一负脉冲，门1 从导通变为截止，Q 端从O 变成1 ，这个高电平加到门2 的输入端，使门2 从截止变为导通，Q 端从高电平变为低电平，又反馈到门1 的输入端。即使撤除外加的触发脉冲，电路也将保持门1 截止、门2 导通的稳定状态。同理。当门l 截止、门2 导通时，从R 端外加一触发脉冲，则成了门1 导通、门2 截止的另一稳定状态。

图 4 是用 D 触发器构成的双稳态电路。 D 触发器有两个互补的输出端Q 与Q ，可构成两个稳定状态：当Q="1" 时，ō =0 ，反之当Q="0" 时，ō =1 。图中将ō端与数据端口相连，即构成一双稳态电路。假定此时D 触发器Q="0" ，ō =1 ，从触发端CL 输入一正脉冲，触发器将D 端高电平送入触发器，触发器翻转，Q 端变为1 、Q 端变为0 。如果撤去外加触发信号，电路就保持在Q="1" ，Q="0" 的稳定状态。如果再在CL 端输入一正脉冲信号，将D 端低电平送入触发器，Q 为0 ，Q 为1 ，电路保持在这一稳定状态。从图中可知，此时的触发器构成的双稳态电路的翻转与置位端S 、复位端R 无

关。

图5 是用D 触发器构成的另一种双稳态路。S 是置位端，在S 端加一正电压，使D 触发器置位，Q="1" ，Q="0" ；R 是复位端，在R 端加一正电压，D 触发器复位，Q="0" ，Q="1" 。所以，分别在S 端、R 端外加一正电压后( 注意，外加电压一旦产生作用，须立即撤除) ，电路从一种稳定状态翻转到另一种稳定状态。该双稳定电路与触

发端CL 、数据端D 无关。

图6 是用十进制计数／脉冲分配器CD4017 构成的双稳态电路。电路通电后，VDD 经C 、R 微分后产生一尖峰正脉冲作用于复位端R ，迫使IC 复位，Yo="1" ，Y1=0 ，这是第一种稳定状态；若在触发端CL 外加一正脉冲，IC 翻转Yo="0",Y1=l 。这是第二种稳定状态，即使撤去正脉冲，电路仍保持此状态。在CL 端再外加一正脉冲，IC 又翻

转Y1=0 ，Y2=1 ，Y2 端的高电平经二极管D 反馈至R 端、IC 复位，

Yo="1" ．Y1=0 ，电路恢复到第一种稳定状态。

图7 是用集成运算放大器F007 构成的双稳态电路。当无触发脉冲时，输出由于D1 、D2 及正反馈作用，保持在高电平，处于稳定状态。如果输入一正触发脉冲，则输出电压由高电平，下降到低电平，由于正反锁与D2 的作用，自保在低电平上，处于另一稳态。加

一负触发脉冲．由于正反馈与D1 作用，电路又处于高电平保持状态。电阻R2 用来确定触发电平。该图中输出的高低电平值，由二极管的管压降而定。