脉冲电路 - 双稳态多谐振荡器

双稳态多谐振荡器有两个稳定状态。电路保持在两种稳定状态中的任何一种。除非给出外部触发脉冲，否则它将继续保持该状态。这种多谐振荡器也称为触发器。该电路简称为二进制。

双稳态多谐振荡器的类型很少。它们如下图所示。

双稳态多谐振荡器的构造

具有负载电阻器R _L1和R L2_的两个类似的晶体管Q _1和Q₂彼此反馈连接。基极电阻器R ₃和R ₄连接到公共源-V _BB。反馈电阻器R ₁和R ₂被称为换向电容器的电容器C ₁和C ₂并联。晶体管Q _{1 的}基极通过电容器C ₃被给予触发输入，晶体管Q _{2 的}基极通过电容器C ₄被给予触发输入。

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，这意味着从一个晶体管传导到另一个晶体管所需的时间。

下图显示了自偏置双稳态多谐振荡器的电路图。

双稳态多谐振荡器的操作

当电路导通时，由于一些电路不平衡（如 Astable 中的情况），其中一个晶体管（例如 Q _1）被导通，而晶体管 Q ₂被关断。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通过在晶体管Q ₂的基极施加正触发脉冲，该稳定状态不会改变。_{因此，让我们通过考虑晶体管 Q 1}基极的负脉冲来理解这一点。结果，集电极电压增加，这正向偏置晶体管Q ₂。_{Q 2}的集电极电流施加在Q ₁的基极上，反向偏置Q ₁并且这种累积作用使得晶体管Q ₁截止并且晶体管Q ₂导通。这是多谐振荡器的另一种稳定状态。

_{现在，如果必须再次改变该稳定状态，则在晶体管Q 2}处施加负触发脉冲，或者在晶体管Q ₁处施加正触发脉冲。

输出波形

_{Q 1}和Q ₂集电极的输出波形以及Q _W和Q ₂基极的触发输入如下图所示。

优点

使用双稳态多谐振荡器的优点如下 -

除非受到干扰，否则存储先前的输出。
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脉冲生成和数字运算（例如二进制信息的计数和存储）等应用。

固定偏置二进制

固定偏置二进制电路类似于非稳态多谐振荡器，但具有简单的 SPDT 开关。两个晶体管与两个电阻器反馈连接，一个集电极连接到另一个电阻器的基极。下图显示了固定偏置二进制的电路图。

为了理解操作，让我们假设开关位于位置 1。现在，由于基极接地，晶体管 Q ₁将关闭。输出端子处的集电极电压V _O1将等于V _CC，这使晶体管Q ₂导通。端子 V _O2的输出变为低电平。这是一种稳定状态，只能通过外部触发器来改变。将开关切换至位置 2，可作为触发器。

当开关改变时，晶体管Q ₂的基极接地，将其转至截止状态。_{V O2}处的集电极电压将等于V _CC，该电压被施加到晶体管Q ₁以将其导通。这是另一种稳定状态。该电路中的触发是在 SPDT 开关的帮助下实现的。

二进制电路有两种主要的触发类型。他们是

对称触发
不对称触发

施密特触发器

应该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。该电路因其应用而被认为是同类电路中的特殊类型。

该电路结构的主要区别在于，缺少从第二晶体管的输出C _{2到第一晶体管的基极B1的耦合，并且现在通过电阻器R}_e获得反馈。该电路被称为再生电路，因为它具有正反馈且无反相。使用BJT的施密特触发器电路如下图所示。

最初，Q ₁关闭，Q ₂开启。_{Q 2}基极施加的电压是通过R _C1和R _1的V_CC。所以输出电压将为

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

当 Q _{2导通时，}_RE两端将出现电压降，即 ( _IC2 + I _B2 ) _RE。_{现在该电压被施加到 Q 1}的发射极。输入电压增加，直到 Q ₁达到接通电压并导通，输出保持低电平。当 Q ₁打开时，输出将增加，因为 Q ₂也打开。_{随着输入电压继续上升，C 1}和B ₂点电压继续下降，E _{2 点}继续上升。在输入电压达到一定值时，Q ₂关闭。此时的输出电压将为V _CC并保持恒定，尽管输入电压进一步增加。

随着输入电压上升，输出保持低电平，直到输入电压达到 V ₁，其中

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

_{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，则它会保持在那里，直到输入电压达到 V ₂，这是一个低电平转换。_{因此，输入电压为V 2}时Q ₂进入ON状态的值被称为LTP（下触发点）。

输出波形

得到的输出波形如下所示。

施密特触发器电路用作比较器，因此将输入电压与称为UTP（上触发点）和LTP（下触发点）的两个不同电压电平进行比较。如果输入穿过此 UTP，则将其视为高电平；如果输入低于此 LTP，则将其视为低电平。输出将是一个二进制信号，表示 1 表示高电平，0 表示低电平。因此，模拟信号被转换为数字信号。如果输入处于中间值（高和低之间），则前一个值将是输出。

这个概念取决于称为磁滞的现象。电子电路的传输特性表现出一种称为磁滞的回路。它解释了输出值取决于输入的当前值和过去值。这可以防止施密特触发电路中不必要的频率切换

优点

施密特触发器电路的优点是

保持完美的逻辑电平。
它有助于避免元稳定性。
因其脉冲调节功能优于普通比较器。

缺点

施密特触发器的主要缺点是

如果输入慢，输出也会慢。
如果输入有噪声，则输出也会有噪声。

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。相同的多谐振荡器是使用运算放大器和 IC 555 定时器电路设计的，这将在进一步的教程中讨论。