一文看懂單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理及作用

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路組成

如圖所示，其中R、C為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時元件，它們的連接點Vc與定時器的閾值輸入端（6腳）及輸出端Vo‘（7腳）相連。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度tpo=1.1RC。

Ri、Ci構(gòu)成輸入回路的微分環(huán)節(jié)，用以使輸入信號Vi的負(fù)脈沖寬度tpi限制在允許的范圍內(nèi)，一般tpi》5RiCi，通過微分環(huán)節(jié)，可使Vi’的尖脈沖寬度小于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度tpo。若輸入信號的負(fù)脈沖寬度tpi本來就小于tpo，則微分環(huán)節(jié)可省略。

定時器復(fù)位輸入端（4腳）接高電平，控制輸入端Vm通過0.01uF接地，定時器輸出端Vo（3腳）作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的單穩(wěn)信號輸出端。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的四種基本電路圖

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點是：

1、在沒有受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器保持在穩(wěn)態(tài)；

2、在受到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入“暫穩(wěn)態(tài)”。假設(shè)穩(wěn)態(tài)為0，則暫穩(wěn)態(tài)為1。

3、經(jīng)過一段時間，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器從暫穩(wěn)態(tài)返回穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在暫穩(wěn)態(tài)停留的時間僅僅取決于電路本身的參數(shù)。

微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器包含阻容元件構(gòu)成的微分電路。因為CMOS門電路的輸入電阻很高，所以其輸入端可以認(rèn)為開路。電容和電阻構(gòu)成一個時間常數(shù)很小的微分電路，它能將較寬的矩形觸發(fā)脈沖變成較窄的尖觸發(fā)脈沖。穩(wěn)態(tài)時，等于0，等于0，等于，等于0，等于，電容兩端的電壓等于0。觸發(fā)脈沖到達(dá)時，大于，大于，等于0，等于0，等于，電容開始充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)電容兩端的電壓上升到時，即上升到時，等于0，電路退出暫穩(wěn)態(tài)，電路的輸出恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。顯然，輸出脈沖寬度等于暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間。電路退出暫穩(wěn)態(tài)時，已經(jīng)回到0（這是電容和電阻構(gòu)成的微分電路決定的），所以等于，等于，電容通過輸入端的保護(hù)電路迅速放電。當(dāng)下降到時，電路內(nèi)部也恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作過程分為下面三個階段來分析，圖為其工作波形圖：

①觸發(fā)翻轉(zhuǎn)階段：

輸入負(fù)脈沖Vi到來時，下降沿經(jīng)RiCi微分環(huán)節(jié)在Vi‘端產(chǎn)生下跳負(fù)向尖脈沖，其值低于負(fù)向閥值（1/3Vcc）。由于穩(wěn)態(tài)時Vc低于正向閥值（2/3Vcc），固定時器翻轉(zhuǎn)為1，輸出Vo為高電平，集電極輸出對地斷開，此時單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。

②暫態(tài)維持階段：

由于集電極開路輸出端（7腳）對地斷開，Vcc通過R向C充電，Vc按指數(shù)規(guī)律上升并趨向于Vcc。從暫穩(wěn)態(tài)開始到Vc值到達(dá)正向閥值（2/3Vcc）之前的這段時間就是暫態(tài)維持時間tpo。

③返回恢復(fù)階段：

當(dāng)C充電使Vc值高于正向閥值（2/3Vcc）時，由于Vi’端負(fù)向尖脈沖已消失，Vi‘值高于負(fù)向閥值（1/3Vcc），定時器翻轉(zhuǎn)為0，輸出低電平，集電極輸出端（7腳）對地導(dǎo)通，暫態(tài)階段結(jié)束。C通過7腳放電，使Vc值低于正向閥值（2/3Vcc），使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的作用

集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩種類型：可重觸發(fā)的和不可重觸發(fā)的。在暫穩(wěn)態(tài)期間，前者受觸發(fā)脈沖的影響而后者不受觸發(fā)脈沖的影響。假設(shè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度為秒，兩個相隔秒的觸發(fā)脈沖先后到達(dá)，那么，它在第一個觸發(fā)脈沖的作用下進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這個暫穩(wěn)態(tài)還沒有結(jié)束，第二個觸發(fā)脈沖就到達(dá)了。對于可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來說，電路將被重新觸發(fā)，輸出脈沖的寬度等于秒；對于不可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來說，電路將不被重新觸發(fā)，輸出脈沖的寬度等于秒。

1、脈沖整形

當(dāng)某一連續(xù)脈沖前、后沿的陡度不能滿足要求，或者不能滿足脈沖寬度與幅度均相同的要求時，可將其作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)信號，就可在觸發(fā)器的輸出端獲得具有相同脈沖寬度與幅度且前沿和后沿較陡的整形脈沖信號。

2、定時

調(diào)整R、C的參數(shù)，可使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度為某一定值，并把它作為“與”門輸人信號之一。

3、延時

指的是單穩(wěn)態(tài)輸出脈沖波形的下降沿較之觸發(fā)脈沖的下降沿滯后了時間。