穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（Monostable Multivibrator）工作原理

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電子電路，其中一個穩(wěn)定狀態(tài)是正常狀態(tài)（靜止狀態(tài)），另一個是暫態(tài)狀態(tài)（脈沖狀態(tài)）。這種觸發(fā)器通常用于產生一個固定寬度的脈沖信號，常見于定時、脈沖生成和波形轉換等應用。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又稱單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Monostable Multivibrator），在沒有觸發(fā)信號的情況下，它會保持在一個穩(wěn)定狀態(tài)（通常稱為“靜止狀態(tài)”），而當外部觸發(fā)信號到來時，它會短暫地進入另一個狀態(tài)（稱為“脈沖狀態(tài)”），然后恢復到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理

1. 穩(wěn)定狀態(tài)與脈沖狀態(tài)：
   • 穩(wěn)定狀態(tài)：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在沒有外部觸發(fā)信號時會保持在一個穩(wěn)定狀態(tài)，輸出端的電壓處于一定的穩(wěn)定水平。
   • 脈沖狀態(tài)：當觸發(fā)信號到來時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器會從穩(wěn)定狀態(tài)切換到脈沖狀態(tài)，輸出端會產生一個定寬度的脈沖（時間寬度由電路中的元件值決定）。當脈沖結束時，系統(tǒng)會恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。
2. 觸發(fā)過程：
   • 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端接受外部的觸發(fā)信號（通常是一個短暫的低電平脈沖）。觸發(fā)信號使得電路從穩(wěn)定狀態(tài)切換到脈沖狀態(tài)。
   • 在脈沖狀態(tài)持續(xù)一段預定時間后，電路通過其內部時鐘或定時元件（如電容、電阻等）恢復到初始的穩(wěn)定狀態(tài)。
3. 脈沖寬度的控制：
   • 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的脈沖寬度（即輸出高電平的持續(xù)時間）由電路中的外部元件（通常是電阻和電容）決定。例如，RC（電阻-電容）電路常用于設置脈沖寬度。具體來說，電容的充放電過程控制脈沖的寬度。
4. 輸出：
   • 輸出信號通常是一個數(shù)字信號（高電平或低電平）。在觸發(fā)信號作用下，輸出從低電平變?yōu)楦唠娖?，維持一段時間后再恢復為低電平。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的基本電路

常見的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有基于555定時器集成電路（IC）實現(xiàn)的電路，它可以通過外部電阻和電容來設置脈沖寬度。

在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，輸出脈沖的寬度 T（即脈沖的持續(xù)時間）由電阻 R 和電容 C 的值決定，通?？梢酝ㄟ^以下公式計算：

T=1.1?R?C

其中：

• R 是電阻值，

• C 是電容值。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用

1. 脈沖寬度調制（PWM）信號生成：
   • 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器常用于PWM信號生成電路中，特別是在需要產生固定時間寬度的脈沖時，如電機驅動、調光電路等。
2. 定時應用：
   • 用于延時操作，例如需要給某個設備提供短時間的激活脈沖。
3. 信號整形：
   • 將不規(guī)則的輸入信號轉換為固定寬度的脈沖，廣泛用于數(shù)字電路中。
4. 計數(shù)器和脈沖計時：
   • 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以用作脈沖計時器，生成的時間脈沖，供計數(shù)器使用。