📜  脉冲电路-双稳态多谐振荡器

📅  最后修改于: 2020-11-23 04:29:40             🧑  作者: Mango


双稳态多谐振荡器具有两个稳定状态。电路保持在两个稳定状态中的任何一个。除非给出外部触发脉冲,否则它将继续保持该状态。这种多谐振荡器也被称为触发器。该电路简称为Binary

双稳态多谐振荡器的类型很少。它们如下图所示。

双稳态

双稳态多谐振荡器的构造

具有负载电阻R L1和R L2的两个相似的晶体管Q 1和Q 2彼此反馈连接。基极电阻R 3和R 4连接到公共电源–V BB 。反馈电阻R 1和R 2是由电容器C 1和C 2被称为换向电容器并联。晶体管Q 1中给出通过电容器在基部的触发输入端的C 3和晶体管Q 2在通过电容器C 4其基部被赋予一个触发输入。

电容器C 1和C 2也称为加速电容器,因为它们减少了过渡时间,这意味着将传导从一个晶体管转移到另一个晶体管所花费的时间。

下图显示了自偏置双稳态多谐振荡器的电路图。

自我偏置

双稳态多谐振荡器的操作

当电路导通时,由于某些电路不平衡(如Astable中所述),其中一个晶体管Q 1导通,而晶体管Q 2截止。这是双稳态多谐振荡器的稳定状态。

通过在晶体管Q 1的基极施加负触发或在晶体管Q 2的基极施加正触发脉冲,该稳定状态不变。因此,让我们通过考虑晶体管Q 1的基极处的负脉冲来理解这一点。结果,集电极电压增加,其正向偏置晶体管Q 2 。在Q 1的基极上施加的Q 2的集电极电流,反向偏置Q 1和这种累积作用使晶体管Q 1截止且晶体管Q 2导通。这是多谐振荡器的另一个稳定状态。

现在,如果必须再次更改此稳定状态,则在晶体管Q 2处施加负触发脉冲或在晶体管Q 1处施加正触发脉冲。

输出波形

下图显示了Q 1和Q 2的集电极处的输出波形以及Q W和Q 2的基极处给出的触发输入。

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好处

使用双稳态多谐振荡器的优点如下-

  • 除非受到干扰,否则存储前一个输出。
  • 电路设计简单

缺点

双稳态多谐振荡器的缺点如下-

  • 需要两种触发脉冲。
  • 比其他多谐振荡器贵一点。

应用领域

双稳态多谐振荡器用于诸如脉冲生成和数字操作(如二进制信息的计数和存储)之类的应用中。

固定偏置二进制

固定偏置二进制电路类似于不稳定多谐振荡器,但具有简单的SPDT开关。两个晶体管以反馈的方式与两个电阻相连,一个集电极连接到另一个的基极。下图显示了固定偏置二进制电路图。

固定偏差

为了理解该操作,让我们考虑将开关置于位置1。现在,由于基极接地,晶体管Q 1将截止。在输出端V O1的集电极电压将等于V CC ,这将使晶体管Q 2导通。端子V O2的输出为LOW。这是一个稳定状态,只能通过外部触发器来更改。将开关切换到位置2,可作为触发器。

当开关改变时,晶体管Q 2的基极接地,使其变为截止状态。 V O2的集电极电压等于V CC ,该电压被施加到晶体管Q 1使其导通。这是另一个稳定状态。触发是通过SPDT开关在此电路中实现的。

二进制电路有两种主要的触发类型。他们是

  • 对称触发
  • 非对称触发

施密特触发器

应当讨论的另一种类型的二进制电路是发射极耦合二进制电路。该电路也称为施密特触发器电路。该电路被认为是其应用中的一种特殊类型。

该电路结构的主要区别在于,缺少了从第二晶体管的输出C 2到第一晶体管的基极B1的耦合,并且现在通过电阻R e获得了反馈。该电路被称为再生电路,因为它具有正反馈没有相位反转。使用BJT的施密特触发器的电路如下所示。

施密特触发器

最初我们有Q 1 OFF和Q 2 ON。在Q 2的基极处施加的电压是通过R C1和R 1的V CC 。所以输出电压将是

$$ V_0 = V_ {CC}-(I_ {C2} R_ {c2})$$

当Q 2接通时,R E两端将存在一个电压降,即(I C2 + I B2 )R E。现在,此电压施加在Q 1的发射极上。输入电压增加,直到Q 1达到切入电压接通为止,输出仍保持低电平。 Q 1接通时,由于Q 2也接通,输出将增加。随着输入电压继续升高,点C 1和B 2处的电压继续降低,而E 2继续升高。在输入电压达到一定值时,Q 2断开。此时的输出电压将为V CC ,尽管输入电压会进一步增加,但仍保持恒定。

随着输入电压的上升,输出保持低电平,直到输入电压达到V 1为止。

$$ V_1 = [V_ {CC}-(I_ {C2} R_ {C2})] $$

输入电压等于V 1时,使晶体管Q 1进入饱和的值称为UTP (上触发点)。如果电压已经大于V 1 ,则它将保持在那里直到输入电压达到V 2为止,这是一个低电平转换。因此,在Q 2进入导通状态时,输入电压为V 2的值称为LTP (降低触发点)。

输出波形

输出波形如下图所示。

开关位置

施密特触发器电路用作比较器,因此将输入电压与两个不同的电压电平(称为UTP (上触发点)和LTP (下触发点))进行比较。如果输入越过此UTP,则视为高电平;如果输入低于此LTP,则视为低电平。输出将是一个二进制信号,指示高电平为1,低电平为0。因此,模拟信号被转换成数字信号。如果输入为中间值(介于HIGH和LOW之间),则先前的值将作为输出。

这个概念取决于称为迟滞的现象。电子电路的传输特性呈现出一个称为迟滞回路。它解释说,输出值取决于输入的当前值和过去值。这样可以防止施密特触发电路中发生不必要的频率切换

好处

施密特触发器电路的优点是

  • 保持完美的逻辑水平。
  • 它有助于避免亚稳定。
  • 与普通比较器相比,它的脉冲调节更受欢迎。

缺点

施密特触发器的主要缺点是

  • 如果输入较慢,则输出将较慢。
  • 如果输入噪声较大,则输出噪声较大。

施密特触发器的应用

施密特触发器电路用作幅度比较器和平方电路。它们还用于脉冲调节和锐化电路。

这些是使用晶体管的多谐振荡器电路。使用运算放大器和IC 555定时器电路设计相同的多谐振荡器,这将在进一步的教程中进行讨论。