什么是单稳态触发器,单稳态触发器的知识介绍
出处:网络整理 发布于:2025-04-22 16:42:52
单稳态触发器是一种具有单一稳定状态的脉冲电路,在触发信号作用下会暂时进入暂稳态,经过固定时间后自动返回稳态。它主要用于脉冲整形、定时延迟、信号展宽等场景。
1. 特性
稳态(Stable State):
默认输出固定电平(如低电平),无触发时长期保持。
暂稳态(Quasi-Stable State):
触发后输出翻转,持续固定时间(由RC电路决定)后自动恢复稳态。
不可重复触发性:
暂态期间新触发信号无效(除非使用可重复触发型电路)。
2. 典型电路实现
(1) 555定时器构成单稳态触发器
电路结构:
555的TRIG引脚(2脚)接触发信号(低电平有效)。
RC电路连接THRES(6脚)和DISCH(7脚),决定暂态时间。
工作原理:
稳态:输出低电平,电容C通过DISCH引脚放电。
触发:TRIG引脚输入负脉冲(<1/3 Vcc),输出跳变为高电平,电容C开始充电。
暂稳态:电容电压升至2/3 Vcc时,输出复位为低电平,电容快速放电。
暂态时间公式:
T = 1.1 \cdot R \cdot C
T=1.1?R?C
(T:暂态持续时间;R:电阻;C:电容)
(2) 逻辑门构成单稳态触发器
微分型:利用RC微分电路+逻辑门(如74HC123)。
积分型:通过RC积分延迟实现(抗干扰更强)。
3. 关键参数
参数说明
触发脉冲宽度需小于暂态时间(否则可能无法正常响应)。
暂态时间(T)由RC值决定,精度受电容漏电、电阻公差影响。
恢复时间电容完全放电所需时间,影响触发频率。
触发间隔必须大于暂态时间+恢复时间,否则输出不稳定。
4. 应用场景
脉冲整形:
将不规则输入信号(如机械抖动)转换为干净方波。
定时延迟:
生成固定宽度的控制信号(如驱动、LED闪烁)。
信号展宽:
将窄脉冲扩展为可检测的宽脉冲(如信号处理)。
防抖动电路:
消除按键或开关的接触抖动(典型应用:74HC123)。
5. 常见芯片型号
555定时器(NE555、LM555):经典单稳态电路。
专用单稳态IC:
不可重复触发:74HC121(TTL)、CD4047(CMOS)。
可重复触发:74HC122、74HC423。
6. 设计注意事项
触发信号要求:
边沿触发型需短脉冲(如74HC121),电平触发型需持续信号。
RC选择:
电容宜选低漏电类型(如)。
电阻范围通常1kΩ~1MΩ(避免超出芯片驱动能力)。
电源去耦:
靠近芯片添加0.1μF电容,防止噪声干扰定时精度。
7. 与双稳态、无稳态触发器的区别
类型稳态数量输出特性典型应用
单稳态1稳态触发后暂态→自动返回定时、脉冲整形
双稳态2稳态触发后锁定,直到下次触发、开关控制
无稳态0稳态自激振荡,连续方波输出时钟信号发生器
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