雙穩(wěn)態(tài)電路
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
工作原理
圖一為雙穩(wěn)態(tài)電路，它是由兩級(jí)反相器組成的正反饋電路，有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，或者是BG1導(dǎo)通、BG2截止；或者是BG1截止、BG2導(dǎo)通，由于它具有記憶功能，所以廣泛地用于計(jì)數(shù)電路、分頻電路和控制電路中，
原理，圖2（a）中，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為BG1導(dǎo)通，BG2截止，當(dāng)觸發(fā)脈沖方波從1端輸入，經(jīng)CpRp微分后，在A點(diǎn)產(chǎn)生正、負(fù)方向的尖脈沖，而只有正尖脈沖能通過(guò)二極管D1作用于導(dǎo)通管BG1的基極是。ic1減小使BG1退出飽和并進(jìn)入放大狀態(tài)，于是它的集電極電位降低，經(jīng)電阻分壓器送到截止管BG2的基極，使BG2的基極電位下降，如果下降幅度足夠時(shí)，BG2將由截止進(jìn)入放大狀態(tài)，因而產(chǎn)生下列正反饋過(guò)程（看下列反饋過(guò)程時(shí)，應(yīng)注意：在圖一的PNP電路中，晶體管的基極和集電極電位均為負(fù)值，所以u(píng)c1↓，表示BG1集電極電位降低，而uc1↑則表示BG1集電極電位升高，當(dāng)BG1基極電位降低時(shí)，則ic1↑，反之當(dāng)BG1基極電位升高時(shí)，ic1↓
ic1越來(lái)越小，ic2越來(lái)越大，最后到達(dá)BG1截止、BG2導(dǎo)通；接差觸發(fā)脈沖方波從2端輸入，并在t=t2時(shí)，有正尖脈沖作用于導(dǎo)通管BG2的基極，又經(jīng)過(guò)正反饋過(guò)程，使BG1導(dǎo)通，BG2截止。以后，在1、2端的觸發(fā)脈沖的輪流作用下，雙穩(wěn)電路的狀態(tài)也作用相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)，如圖一（b）所示。 
圖一、雙穩(wěn)態(tài)電路
由上述過(guò)程可見(jiàn)：（1）雙穩(wěn)態(tài)電路的尖頂觸發(fā)脈沖極性由晶體管的管型決定：PNP管要求正極性脈沖觸發(fā)，而NPN管卻要求負(fù)極性脈沖觸發(fā)。（2）每觸發(fā)一次，電路翻轉(zhuǎn)一次，因此，從翻轉(zhuǎn)次數(shù)的多少，就可以計(jì)算輸入脈沖的個(gè)數(shù)，這就是雙穩(wěn)態(tài)電路能夠計(jì)算的原理。
雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)電路形式有：?jiǎn)芜呌|發(fā)、基極觸發(fā)、集電極觸發(fā)和控制觸發(fā)等。
圖二給出幾種實(shí)用的雙穩(wěn)態(tài)電路。電路（a)中D3、D4為限幅二極管，使輸出幅度限制在-6伏左右；電路（b）中的D5、D6是削去負(fù)尖脈沖；電路（C）中的ui1、ui2為單觸發(fā)，ui為輸入觸發(fā)表一是上述電路的技術(shù)指標(biāo)。 
圖二、幾種實(shí)用的雙穩(wěn)態(tài)電路
表一 本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/259021.htm | 幾種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的技術(shù)指標(biāo) | ||||
圖二 | (a) | (b) | (c) | (d) | |
管型 | 二極管 | 2AP3 | 2AP15 | 2AK1C | 2AK17 |
三極管 | 3AX31B | 3AG40 | 3AK20 | 3DK3B | |
信號(hào)電平 | “0”（無(wú)信號(hào)）（V） | 0 | 0 | 0 | +6 |
“1”（有信號(hào)）（V） | -6 | -6 | -9 | 0 | |
工作頻率（KHz） | 10 | 600 | 1000 | 8000 | |
抗干擾電壓（V） | ≥1 | ≥1.5 | ≥2 | 0.8-1 | |
觸發(fā)靈敏度（V) | ≤4 | ≤4.8 | ≤7 | 2.5 | |
輸出端的吸收能力（mA) | ≤4 | ≤6.7 | ≤2 | 10 | |
輸出端的發(fā)射能力（mA) | ≤44 | ≤12 | ≤12 | 7 | |
輸出脈沖的上升時(shí)間（μs） | 2 | ≤0.30 | ≤0.1 | ≤0.1 | |
輸出脈沖的下降時(shí)間（μs） | 2 | ≤0.36 | ≤0.15 | ≤0.1 | |
對(duì)β值的要求 | ＞50 | 50-80 | 60-90 | ＞50 | |
元件參數(shù)的允許化 | △β＜10,±5% | △β＜10,±5% | △β＜10,±5% | △β＜10,±5% | |
電源電壓的波動(dòng)范圍 | ±5% | ±5% | ±5% | ±5% | |
工作溫度范圍（℃） | 0-40 | -10-55 | -20-50 | -10-55 | |
二、雙穩(wěn)態(tài)電路的設(shè)計(jì)
圖三、雙穩(wěn)態(tài)的設(shè)計(jì)電路
雙穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)電路見(jiàn)表二
表二 | 雙穩(wěn)態(tài)電路的設(shè)計(jì)公式及計(jì)算實(shí)例 | |
要求 | （1）輸出幅度Um=6V,（2）上升時(shí)間，tr≤100nS | |
步驟 | 計(jì)算公式 | 計(jì)算實(shí)例 |
選擇晶體管 | 若工作頻率高時(shí)，應(yīng)選用高速硅開(kāi)關(guān)管 | 現(xiàn)選3DK，β=50 |
選擇電源電壓 | 圖3為設(shè)計(jì)電路，故應(yīng)確定ED、EC、EB | ∵采用箝位電路，故選ED≈Um |
計(jì)算Rc | Rc＜Ec/ED tr/CL | 現(xiàn)設(shè)CL=180pF |
計(jì)算Rk、RB | 為保證可靠截止，應(yīng)滿足： | 現(xiàn)選Uces=0.4V,Ubeo=0.2V |
選擇CrRr | RrCr≤1/2fmax,通常Cr為幾十pF | 現(xiàn)選Cr=51pF |
選擇加速電容CK | 對(duì)合金管CK為幾百pF對(duì)高頻外延管CK為幾十pF | 現(xiàn)選Ck=51pF |
/180×10
=1.1kΩ
51×10
評(píng)論