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双稳态电路具有记忆一位二值信号的功能,常用来构成寄存器、计数器、分频器等逻辑部件,在数字系统和各类电子设备中得到广泛应用。
由两个或非门组成,有两个输入端和两个输出端
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, Rk1 、 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。
电源接通后,由于两个三极管的参数差异,放大倍数高的先行导通,构成一种稳态。负脉冲来了以后,截止的三极管没反应。导通的三极管截止,集电极电压升高,同时拉高对面三极管的基极电压,使其由截止变导通,构成另一...
单稳态电路只有一个稳定状态,触发翻转后经过一段时间会回到原来的稳定状态,一般作固定脉冲宽度整形。 双稳态电路有两个稳定状态,触发翻转后会一直保持,有记忆效用,一般作存储器或计数器。
双稳态电子开关报价:40.00元USB接口输出方便给手机MP3等USB设备充电。内置LED手电筒功能,方便实用数据:电池:AA,5号1.2-1.5V的任何电池(镍氢,镍镉等充电电池,1.5v的干电池)...
RLC电路稳态特性研究
Rn=500Ω Cn=0.5μf f/ Hz 100 300 500 650 800 1000 1500 ω=2π f 3141.593 4084.07 5026.548 6283.1852 9424.778 AB格数 -0.2 -0.4 -0.3 -0.2 -0.2 AC格数 2 3.2 2.5 2 2 φ实 (rad) -0.62832 -0.7854 -0.75398 -0.6283185 -0.62832 φ理( rad) -0.90502 -0.775 -0.67216 -0.5669115 -0.40137 f/ Hz 100 300 500 650 800 1000 1500 UR峰-峰 (V) 2.4 2.6 2.8 3 3 UR(V) 0.848528 0.919239 0.989949 1.06066017 1.06066 Uc峰-峰 (V) 2 1.8 1.5 1.2
Bar模型双稳态螺旋波研究
螺旋波是自然界中最为常见的时空斑图结构,在诸多生化反应以及数值模拟中都可以观察到,但是对于双稳态介质中螺旋波的时空动力学行为的研究却鲜有提及。本文通过Bar模型模拟研究了螺旋波的动力学行为,并解释了螺旋波的形成机理:建立了双稳态介质存在螺旋波所要满足的方程;同时预测了在特定参数下会产生成稳定螺旋波、线状和带状漫游螺旋波;得出了振荡和可激发介质都是双稳态介质的极限状态,并且通过数值模拟进行了验证。
图三、双稳态的设计电路
双稳态设计电路见表二
表二 | 双稳态电路的设计公式及计算实例 | |
要求 | 输出幅度Um=6V;上升时间,tr≤100nS;最高工作频率fmax=1MHz |
选择CrRr:RrCr≤1/2fmax,通常Cr为几十pF;现选Cr=51pF ∴Rr≤1/6×1051×10=3.2k 故选Rr=2.4k
计算Rc:
Rc<Ec/ED tr/CL CL为集电极对地的电容(包括加速电容、分布电容、后级输入电容);
现设CL=180pF Rc<12/6 100×10/180×10=1.1kΩ
选择加速电容CK:
对合金管CK为几百pF对高频外延管CK为几十pF;现选Ck=51pF 计算结果标在图三中
计算Rk:
为保证可靠截止,应满足: Uces-[(EB+Uces)/(RK+RB)]RKRK]-[(EB+Ubes)/RB]}>[(Ec-Uces)/Rc]+IL 式中:Uces为饱和电压,对硅管Uces≈(0.3~0.4)V Ubeo为截止管临界电压,Ubeo≈0.2V Uco为截止管的集电极电压,应取:Uco=ED+(箝位管正向压降)IL为双稳电路灌入负截电流
计算RB:
现选Uces=0.4V,Ubeo=0.2V 0.4-[(12+0.4)/(Rk+RB)]Rk<0.2 ∴RBRK]-[(12+0.7)/RB]>[(12-0.4)/1]+10 ∴RB>12.7RK/(5.7-0.43RK (B) 若选RK=6.8k由(A)算得RB31K,故选RB=39K
选择电源电压
图3为设计电路,故应确定ED、EC、EB;∵采用箝位电路,故选ED≈Um ∴ED=6V,Ec=2ED=12v,Eb=-12
选择晶体管
若工作频率高时,应选用高速硅开关管若工作频率低可选用低频硅或锗管;现选3DK,β=50 二极管选用2CK10
工业用的双稳态开关的参数就比较多。
双稳态电路一般有一个输出端和两个输入端("+"、"-"端各一个),当输入端的"+"端有触发信号时,输出端不管原来是什么状态,都会立即变为高电平,且一直稳定地输出高电平。如果当输入端的"-"端有触发信号时,输出端不管原来是什么状态,都会立即变为低电平,且一直稳定地输出低电平。这就是双稳态电路。
通俗的说,就是有A和B两个状态位置,你把它拨到A它就一直处于A位置,你把它拨到B它就一直处于B位置,这就是双稳。
此开关有两稳定的状态,无触发时是不变的(不动作),当接收到触发信号时变为另一状态,再次接收到触发信号时变为原来一状态,如此反复。