2009-8-20 1
6.3.1 用集成门电路构成的单稳态触发器
6.3 单稳态触发器
6.3.2 集成单稳态触发器
6.3.3 单稳态触发器的应用结束放映
2009-8-20 2
复习脉冲电路的研究重点与数字电路有何不同？
常用脉冲波形的产生与变换电路有哪些？
周期性矩形波的主要参数？
施密特触发器的特点和主要应用？
2009-8-20 3
工作特点：
第一,它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；
第二,在外加脉冲作用下,触发器能从稳态翻转到暂稳态；
第三,在暂稳态维持一段时间后,将 自动返回 稳态,暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数,
与外加触发信号无关 。
例：楼道的路灯 。
6.3 单稳态触发器
6.3.1 用集成门电路构成的单稳态触发器
1,电路组成及工作原理暂稳态是靠 RC电路的充放电过程来维持的 。
由于图示电路的 RC电路接成微分电路形式，
故该电路又称为 微分型 单稳态触发器。
图 6-14 集成门电路构成的单稳态触发器
2009-8-20 5
（ 1） 输入信号 uI为 0时，电路处于稳态。
uI2=VDD,uO=UOL =0,uO1＝ UOH =VDD。
（ 2）外加触发信号，电路翻转到暂稳态。
当 uI产生正跳变时,uO1产生负跳变，经过电容 C
耦合，使 uI2产生负跳变,G2输出 uO产生正跳变； uO
的正跳变反馈到 G1输入端，从而导致如下正反馈过程：
2009-8-20 6
使电路迅速变为 G1导通,G2截止的状态，此时，
电路处于 uO1=UOL,uO=uO2=UOH的状态。然而这一状态是不能长久保持的，故称为暂稳态。
2009-8-20 7
（ 3）电容 C充电，电路由暂稳态自动返回稳态。
在暂稳态期间,VDD经 R对 C充电，使 uI2上升。
当 uI2上升达到 G2的 UTH时，电路会发生如下正反馈过程：
2009-8-20 8
使电路迅速由暂稳态返回稳态,uO1=UOH,uO=
uO2=UOL。
从暂稳态自动返回稳态之后，电容 C将通过电阻 R放电，使电容上的电压恢复到稳态时的初始值。
2009-8-20 9图 6-15 单稳态触发器工作波形
2009-8-20 10
2,主要参数
（ 1）输出脉冲宽度 tw
输出脉冲宽度 tw,就是暂稳态的维持时间 。 根据
uI2的波形可以计算出：
tw ≈0.7RC
（ 2） 恢复时间 tre
暂稳态结束后，电路需要一段时间恢复到初始状态。一般，恢复时间 tre为（ 3~5）放电时间常数（通常放电时间常数远小于 RC）。
2009-8-20 11
设触发信号的时间间隔为 T,为了使单稳态触发器能够正常工作,应当满足 T＞ tw +tre的条件,即
Tmin= tw +tre。 因此,单稳态触发器的最高工作频率为
fmax = 1/ Tmin = 1/（ tw +tre）
在使用微分型单稳态触发器时,输入触发脉冲 uI的宽度 tw1应小于输出脉冲的宽度 tw,即 tw1＜ tw,否则电路不能正常工作 。
如出现 tw1＞ tw的情况时,可在触发信号源 uI和 G1
输入端之间接入一个 RC微分电路 。
3,对输入触发脉冲宽度的要求
（ 3）最高工作频率 fmax（或最小工作周期 Tmin）
2009-8-20 12
6.3.2 集成单稳态触发器用集成门电路构成的单稳态触发器虽然电路简单,但输出脉冲宽度的稳定性较差,调节范围小,
而且触发方式单一 。 因此实际应用中常采用集成单稳态触发器 。
1,输入脉冲触发方式上升沿触发下降沿触发
2009-8-20 13
2,不可重复触发型与可重复触发型图 （ a） 为不可重复型触发单稳态触发器该电路在触发进入暂稳态期间如再次受到触发,对原暂稳态时间没有影响,输出脉冲宽度
tw仍从第一次触发开始计算 。
图 （ b） 为可重复触发型单稳态触发器该电路在触发进入暂稳态期间如再次被触发,则输出脉冲宽度可在此前暂稳态时间的基础上再展宽 tw。因此,采用可重复触发单稳态触发器时能比较方便地得到持续时间更长的输出脉冲宽度 。
2009-8-20 14
3,TTL集成单稳态触发器电路 74121的功能及其应用
74121是一种不可重复触发的单稳态触发器,它既可采用上升沿触发,又可采用下降沿触发,其内部还设有定时电阻 Rint(约为 2kΩ)。
表 6-1 74121电路的功能表图 6-16 74121的电路符号触发输入端 输出端外接定时元件引脚 内部电阻引脚
2009-8-20 15
功能,（ 1） 触发方式：
2009-8-20 16
图 6-17 74121应用电路
（ 2） 定时元件接法：
输出脉冲 uO的宽度,tw ≈ 0.7RCext
外接电容 Cext一般取值范围为 10 pF～ 10μF,在要求不高的情况下最大值可达 1000μF。
图 (a)：外接电阻
R=Rext（ 1.4~40kΩ）。
图 (b)：用内部电阻
R＝ Rint (约为 2kΩ)。
2009-8-20 17
6.3.3 单稳态触发器的应用
1,脉冲延时单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。
图 6-18 单稳电路的延时作用如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳电路来实现。
uO的下降沿比 uI的下降沿延迟了 tw的时间 。
2009-8-20 18
2,脉冲定时单稳态触发器能够产生一定宽度 tw的矩形脉冲，
利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在 tw时间内动作 (或者不动作 )。
图 6-19 脉冲定时
2009-8-20 19
作业题
6-3
6.3.1 用集成门电路构成的单稳态触发器
6.3 单稳态触发器
6.3.2 集成单稳态触发器
6.3.3 单稳态触发器的应用结束放映
2009-8-20 2
复习脉冲电路的研究重点与数字电路有何不同？
常用脉冲波形的产生与变换电路有哪些？
周期性矩形波的主要参数？
施密特触发器的特点和主要应用？
2009-8-20 3
工作特点：
第一,它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；
第二,在外加脉冲作用下,触发器能从稳态翻转到暂稳态；
第三,在暂稳态维持一段时间后,将 自动返回 稳态,暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数,
与外加触发信号无关 。
例：楼道的路灯 。
6.3 单稳态触发器
6.3.1 用集成门电路构成的单稳态触发器
1,电路组成及工作原理暂稳态是靠 RC电路的充放电过程来维持的 。
由于图示电路的 RC电路接成微分电路形式，
故该电路又称为 微分型 单稳态触发器。
图 6-14 集成门电路构成的单稳态触发器
2009-8-20 5
（ 1） 输入信号 uI为 0时，电路处于稳态。
uI2=VDD,uO=UOL =0,uO1＝ UOH =VDD。
（ 2）外加触发信号，电路翻转到暂稳态。
当 uI产生正跳变时,uO1产生负跳变，经过电容 C
耦合，使 uI2产生负跳变,G2输出 uO产生正跳变； uO
的正跳变反馈到 G1输入端，从而导致如下正反馈过程：
2009-8-20 6
使电路迅速变为 G1导通,G2截止的状态，此时，
电路处于 uO1=UOL,uO=uO2=UOH的状态。然而这一状态是不能长久保持的，故称为暂稳态。
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（ 3）电容 C充电，电路由暂稳态自动返回稳态。
在暂稳态期间,VDD经 R对 C充电，使 uI2上升。
当 uI2上升达到 G2的 UTH时，电路会发生如下正反馈过程：
2009-8-20 8
使电路迅速由暂稳态返回稳态,uO1=UOH,uO=
uO2=UOL。
从暂稳态自动返回稳态之后，电容 C将通过电阻 R放电，使电容上的电压恢复到稳态时的初始值。
2009-8-20 9图 6-15 单稳态触发器工作波形
2009-8-20 10
2,主要参数
（ 1）输出脉冲宽度 tw
输出脉冲宽度 tw,就是暂稳态的维持时间 。 根据
uI2的波形可以计算出：
tw ≈0.7RC
（ 2） 恢复时间 tre
暂稳态结束后，电路需要一段时间恢复到初始状态。一般，恢复时间 tre为（ 3~5）放电时间常数（通常放电时间常数远小于 RC）。
2009-8-20 11
设触发信号的时间间隔为 T,为了使单稳态触发器能够正常工作,应当满足 T＞ tw +tre的条件,即
Tmin= tw +tre。 因此,单稳态触发器的最高工作频率为
fmax = 1/ Tmin = 1/（ tw +tre）
在使用微分型单稳态触发器时,输入触发脉冲 uI的宽度 tw1应小于输出脉冲的宽度 tw,即 tw1＜ tw,否则电路不能正常工作 。
如出现 tw1＞ tw的情况时,可在触发信号源 uI和 G1
输入端之间接入一个 RC微分电路 。
3,对输入触发脉冲宽度的要求
（ 3）最高工作频率 fmax（或最小工作周期 Tmin）
2009-8-20 12
6.3.2 集成单稳态触发器用集成门电路构成的单稳态触发器虽然电路简单,但输出脉冲宽度的稳定性较差,调节范围小,
而且触发方式单一 。 因此实际应用中常采用集成单稳态触发器 。
1,输入脉冲触发方式上升沿触发下降沿触发
2009-8-20 13
2,不可重复触发型与可重复触发型图 （ a） 为不可重复型触发单稳态触发器该电路在触发进入暂稳态期间如再次受到触发,对原暂稳态时间没有影响,输出脉冲宽度
tw仍从第一次触发开始计算 。
图 （ b） 为可重复触发型单稳态触发器该电路在触发进入暂稳态期间如再次被触发,则输出脉冲宽度可在此前暂稳态时间的基础上再展宽 tw。因此,采用可重复触发单稳态触发器时能比较方便地得到持续时间更长的输出脉冲宽度 。
2009-8-20 14
3,TTL集成单稳态触发器电路 74121的功能及其应用
74121是一种不可重复触发的单稳态触发器,它既可采用上升沿触发,又可采用下降沿触发,其内部还设有定时电阻 Rint(约为 2kΩ)。
表 6-1 74121电路的功能表图 6-16 74121的电路符号触发输入端 输出端外接定时元件引脚 内部电阻引脚
2009-8-20 15
功能,（ 1） 触发方式：
2009-8-20 16
图 6-17 74121应用电路
（ 2） 定时元件接法：
输出脉冲 uO的宽度,tw ≈ 0.7RCext
外接电容 Cext一般取值范围为 10 pF～ 10μF,在要求不高的情况下最大值可达 1000μF。
图 (a)：外接电阻
R=Rext（ 1.4~40kΩ）。
图 (b)：用内部电阻
R＝ Rint (约为 2kΩ)。
2009-8-20 17
6.3.3 单稳态触发器的应用
1,脉冲延时单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。
图 6-18 单稳电路的延时作用如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳电路来实现。
uO的下降沿比 uI的下降沿延迟了 tw的时间 。
2009-8-20 18
2,脉冲定时单稳态触发器能够产生一定宽度 tw的矩形脉冲，
利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在 tw时间内动作 (或者不动作 )。
图 6-19 脉冲定时
2009-8-20 19
作业题
6-3
