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1、双稳态电路原理及设计、实际应用一、工作原理图一为双稳态电路，它是由两级反相器组成的正反馈电路，有两个稳定状态，或者是BG1导通、BG2截止；或者是BG1截止、BG2导通，由于它具有记忆功能，所以广泛地用于计数电路、分频电路和控制电路中。原理，图2（a）中，设触发器的初始状态为BG1导通，BG2截止，当触发脉冲方波从1端输入，经CpRp微分后，在A点产生正、负方向的尖脉冲，而只有正尖脉冲能通过二极管D1作用于导通管BG1的基极是。ic1减小使BG1退出饱和并进入放大状态，于是它的集电极电位降低，经电阻分压器送到截止管BG2的基极，使BG2的基极电位下降，如果下降幅度足够时，BG2将由截止进入放大
2、状态，因而产生下列正反馈过程（看下列反馈过程时，应注意：在图一的PNP电路中，晶体管的基极和集电极电位均为负值，所以uc1，表示BG1集电极电位降低，而uc1则表示BG1集电极电位升高，当BG1基极电位降低时，则ic1，反之当BG1基极电位升高时，ic1，ic1越来越小，ic2越来越大，最后到达BG1截止、BG2导通；接差触发脉冲方波从2端输入，并在t=t2时，有正尖脉冲作用于导通管BG2的基极，又经过正反馈过程，使BG1导通，BG2截止。以后，在1、2端的触发脉冲的轮流作用下，双稳电路的状态也作用相应的翻转，如图一（b）所示。图一、双稳态电路由上述过程可见：（1）双稳态电路的尖顶触发脉冲极性
3、由晶体管的管型决定：PNP管要求正极性脉冲触发，而NPN管却要求负极性脉冲触发。（2）每触发一次，电路翻转一次，因此，从翻转次数的多少，就可以计算输入脉冲的个数，这就是双稳态电路能够计算的原理。双稳态电路的触发电路形式有：单边触发、基极触发、集电极触发和控制触发等。图二给出几种实用的双稳态电路。电路（a)中D3、D4为限幅二极管，使输出幅度限制在-6伏左右；电路（b）中的D5、D6是削去负尖脉冲；电路（C）中的ui1、ui2为单触发，ui为输入触发表一是上述电路的技术指标。图二、几种实用的双稳态电路表一几种双稳态触发器的技术指标图二(a)(b)(c)(d)管型二极管2AP32AP152AK1C
4、2AK17三极管3AX31B3AG403AK203DK3B信号电平“0”（无信号）（V）000+6“1”（有信号）（V）-6-6-90工作频率（KHz）1060010008000抗干扰电压（V）11.520.8-1触发灵敏度（V)44.872.5输出端的吸收能力（mA)46.7210输出端的发射能力（mA)4412127输出脉冲的上升时间（s）20.300.10.1输出脉冲的下降时间（s）20.360.150.1对值的要求5050-8060-9050元件参数的允许化10,5%10,5%10,5%10,5%电源电压的波动范围5%5%5%5%工作温度范围（）0-40-10-55-20-50-10-
5、55二、双稳态电路的设计图三、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（1）输出幅度Um=6V,（2）上升时间，tr100nS（3）最高工作频率fmax=1MHz步骤计算公式计算实例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，=50二极管选用2CK10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EDUmED=6V，Ec=2ED=12v,Eb=-12计算RcRcEc/ED tr/CLCL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=180pFRc12/6 10010/180
6、10=1.1k计算Rk、RB为保证可靠截止，应满足：Uces-(EB+Uces)/(RK+RB)RKUbeo为保证可靠饱和，应满足：(Uco-Ubes)/RK-(EB+Ubes)/RB(Ec-Uces)/Rc+IL式中：Uces为饱和电压，对硅管Uces(0.30.4)VUbeo为截止管临界电压，Ubeo0.2VUco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现选Uces=0.4V,Ubeo=0.2V0.4-(12+0.4)/(Rk+RB)Rk0.2RB61RK (A)现设IL=100mA,Ueo=6+0.4=6.4V50(6.4-0.7)/RK-(12+0.7)/RB(12-0.4)/1+10RB12.7RK/(5.7-0.43RK (B)若选RK=6.8k由（A）算得RB415K，由(B)式算得RB31K，故选RB=39K选择CrRrRrCr1/2fmax,通常Cr为几十pF现选Cr=51pFRr1/6105110=3.2k故选Rr=2.4k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三、双稳态电路应用单键、双键触发开关
