双稳态触发器是一种具有记忆功能的逻辑单元电路,它能储存一位二进制码。它有两个稳定的工作状态,在外加信号触发下电路可从一种稳定的工作状态转换到另一种稳定的工作状态。

1.双稳态触发器的类型    

 

双稳态触发器是一种具有记忆功能的逻辑单元电路,它能储存一位二进制码。它有两个稳定的工作状态,在外加信号触发下电路可从一种稳定的工作状态转换到另一种稳定的工作状态。由两个或非门组成,有两个输入端和两个输出端。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,可以由一种稳定状态转换为另一种稳定状态。由于它具有两个稳定状态,故称为双稳态电路。在没有外加触发信号时,现有状态将一直保持下去,双稳态触发器可以由晶体管、数字电路或时基电路等构成。

双稳态触发器的触发方式有单端触发和计数触发两种。单端触发就是把两路触发脉冲分别加到两个晶体管的基极。计数触发是当触发端加上触发脉冲时,经微分后产生的负脉冲使导通管截止,而对截止管不起作用。

双稳态触发电路实际上也是RS触发器,其ui1端相当于R端,ui2端相当于S端。因此,用门电路组成的双稳触发电路就不再详细叙述了。积分型单稳电路的用途之一,是在输出端上能得到占空比可调的矩形脉冲.

双稳态触发其按其逻辑功能可分为RS触发器,JK触发器,D触发器T触发器等;按其结构可分为主从触发器和维持阻塞型触发器等。

双稳态触发器的类型

(图片来源于互联网)

 

2.双稳态触发器的工作原理    

 

1、晶体管双稳态触发器

由VT1,VT2两个晶体管交叉耦合组成。R5,R3是VT1的基极偏置电阻,R2,R6是VT2的基极偏置电阻,R1,R4分别是两管的集电极电阻。输出信号可以从两个晶体管的集电极取出,两管输出信号相反。双稳态触发器实质上是由两级共射极开关电路组成,并形成正反馈回路,电路如下图所示,VT2的集电极输出端又通过R5反馈到VT1的基极输入端。

双稳态触发器的两个稳定状态是:要么VT1导通,VT2截止;要么VT2导通,VT1截止。

1)VT1导通,VT2截止时的情况

因为VT1导通,Uc1=0V,VT2因无基极偏流而截至,此时Uc2=+VCC,通过R5向VT1提供基极偏流,使VT1保持导通。

2)VT2导通,VT1截止时的情况

因为VT2导通,Uc2=0V,VT1因无基极偏流而截至,此时Uc1=+VCC,通过R2向VT2提供基极偏流,使VT2保持导通。

双稳态触发器的工作原理 

(图片来源于互联网)

2、门电路构成的双稳态触发器

1)或非门构成的RS型双稳态触发器

将两个或非门电路交叉耦合,可以构成RS型双稳态触发器。如下图所示。它具有两个触发输入端:R为置0输入端。S为置1输入端,1电平触发有效;具有两个输出端:Q为原码输出端。

当R=1,S=0时,触发器被置0,Q=0,当S=1,R=0时,触发器被置1,Q=1,当S=0,R=0时,触发器输出状态保持不变;当S=1,R=1时,下一状态不确定,应避免使触发器出现这种状态。

双稳态触发器的工作原理 

(图片来源于互联网)

2)与非门构成的RS型双稳态触发器

将两个与非门电路交叉耦合,也可以构成RS型双稳态触发器,如下图所示。它具有两个触发输入端:/R为置0输入端,/S为置1输入端,0电平触发有效;具有两个输出端:Q为原码输出端,/Q为反码输出端。

当/R=0,/S=1时,触发器被置0,Q=0,/Q=1;当/R=1,/S=0时,触发器被置1,Q=1,/Q=0,当/R=1,/S=1时,触发器输出状态保持不变;当/R=0,/S=0时,下一状态不确定,应避免使触发器出现这种状态。

双稳态触发器的工作原理 

(图片来源于互联网)

3、D触发器构成的双稳态触发器

将D触发器的反码输出端/Q与其自身的数据输入端D相连接,即构成了计数触发式双稳态触发器,如下图所示。触发脉冲由CP端输入,上升沿触发。输出信号通常由原码输出端Q引出,也可从反码输出端/Q输出。

每一个触发脉冲的上升沿都使双稳态触发器翻转一次,因此输出脉冲的个数是输入触发脉冲的二分之一。该双稳态触发器常被用作二进制计数单元电路。

双稳态触发器的工作原理 

(图片来源于互联网)

4、时基电路构成的双稳态触发器

用555时基电路构成的双稳态触发器,/S为置1输入端,0电平触发有效,R为置0输入端,1触发电平有效。输出信号由555时基电路的3脚输出,C1,R1构成/S端触发信号微分电路,C2,R2构成R端触发信号微分电路。

该电路工作过程为:在Uo=0时,当在/S端加上一个0电平触发脉冲时,经C1,R1微分后产生一个负脉冲至555时基电路的2脚,使触发器翻转,Uo=1.这之后,当在R端加上一个1电平触发脉冲时,经C2,R2微分后产生一个正脉冲至555时基电路的6脚,使触发器再次翻转,又使Uo=0,

双稳态触发器的工作原理 

(图片来源于互联网)

 

3.双稳态触发器电路图

 

双稳态触发器电路图

(图片来源于互联网)