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觸發(fā)器

觸發(fā)器(Flip Flop)是一種可以存儲電路狀態(tài)的電子元件。最簡單的是由兩個與非門,兩個輸入端和兩個輸出端組成的RS觸發(fā)器。復(fù)雜一些的有帶時鐘(CLK)段和D(Data)端,在CLK端為高電平時跟隨D端狀態(tài),而在CLK端變?yōu)榈碗娖降乃查g鎖存信號的D觸發(fā)器。更常用的是兩個簡單D觸發(fā)器級聯(lián)而成的在時鐘下跳沿鎖存信號的邊緣D觸發(fā)器,廣泛應(yīng)用于計數(shù)器、運(yùn)算器、存儲器等電子部件。

電路結(jié)構(gòu)

  邏輯功能,是指觸發(fā)器的次態(tài)和現(xiàn)態(tài)及輸入信號之間在穩(wěn)態(tài)下的邏輯關(guān)系。這種邏輯關(guān)系可以用特性表、特性方程或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖給出。

  根據(jù)邏輯功能的不同特點,把觸發(fā)器分為RS、JK、T、D等幾種類型。

邏輯功能

  電路結(jié)構(gòu),是指電路中門電路的種類及組合方式。

  基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器、主從觸發(fā)器、邊緣觸發(fā)器等是指電路結(jié)構(gòu)的不同形式。由于電路結(jié)構(gòu)形式的不同,帶來了各不相同的動作特點。

  同一種邏輯功能的觸發(fā)器可以用不同的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。反過來說,用同一種電路結(jié)構(gòu)形式可以作成不同邏輯功能的觸發(fā)器。

類型種類

  按邏輯功能不同分為:RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器。

  按觸發(fā)方式不同分為:電平觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器和主從觸發(fā)器。

  按電路結(jié)構(gòu)不同分為:基本RS觸發(fā)器和鐘控觸發(fā)器。

  按存儲數(shù)據(jù)原理不同分為:靜態(tài)觸發(fā)器和動態(tài)觸發(fā)器。

  按構(gòu)成觸發(fā)器的基本器件不同分為:雙極型觸發(fā)器和MOS型觸發(fā)器。

照明配件

  用于高強(qiáng)度氣體放電燈(H.I.D)的啟動,型號繁多.由于高強(qiáng)度氣體放電燈啟動時需要一個高電壓來使氣體電離進(jìn)入等離子態(tài),因而需要一個高壓發(fā)生器做為啟動器,這就是觸發(fā)器。早期的機(jī)械型觸發(fā)器已經(jīng)淘汰?,F(xiàn)在絕大多數(shù)觸發(fā)器都是使用可控硅或高壓觸發(fā)二極管的電子觸發(fā)器,常用的型號有:OSRAM的CD-7飛利浦的SI51SN58愛倫的ALK400等

雙穩(wěn)態(tài)形

  基本電路如圖1的上半部。它由兩個反相器直接耦合而成。反相器1由晶體管T1和電阻Rc1R11及R12組成,反相器2由晶體管T2和電阻Rc2、R21及R22組成。反相器1的輸出端Q即是反相器2的輸入端,同樣,反相器2的輸出端悩也是反相器1的輸入端,兩級反相器是互相反饋的。這個電路具有兩種穩(wěn)定狀態(tài):

  一種穩(wěn)態(tài)是T1管導(dǎo)通、T2管截止,Q端為低電位、悩為高電位;另一種穩(wěn)態(tài)是T1管截止、T2管導(dǎo)通,Q端為高電位、悩端為低電位。加上電壓Ec和-Eb后電路即進(jìn)入一種穩(wěn)定狀態(tài)。若不加觸發(fā)信號,電路則永遠(yuǎn)處于這個穩(wěn)定狀態(tài)。

  欲使電路從一種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)態(tài),必須外加觸發(fā)信號。圖1的下半部分是兩個引導(dǎo)觸發(fā)信號給各個反相器的電路。它們分別由微分電路R1C1、R2C2和隔離二極管D1、D2組成。

  當(dāng)外加負(fù)觸發(fā)脈沖作用于引導(dǎo)電路的“S”端時,通過微分電路R1C1使D1導(dǎo)通,b1點呈低電位。此時不論觸發(fā)器原處何種狀態(tài)T1管截止,Q點變?yōu)楦唠娢?T2管導(dǎo)通,悩點變?yōu)榈碗娢?。這種穩(wěn)態(tài)稱為觸發(fā)器的“置位”狀態(tài),“S”端稱為“置位”端。反之,外加負(fù)觸發(fā)脈沖作用于“R”端時,則使悩端為高電位,Q端為低電位。這種穩(wěn)態(tài)為觸發(fā)器的“復(fù)位”狀態(tài),“R”端稱為“復(fù)位”端。具有置位、復(fù)位功能的觸發(fā)器稱為R-S觸發(fā)器。

  雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可用來構(gòu)成各種計數(shù)器、分頻器和寄存器等。

射極耦合

  又稱施密特觸發(fā)器,其原理電路如圖2。它也由兩級反相器直接耦合而成。第一級反相器的輸出端c1是第二級反相器的輸入端。第一級反相器的輸入端接輸入觸發(fā)電壓ui,第二級反相器的輸出端提供輸出電壓u0。兩級反相器通過公共的發(fā)射極電阻Re耦合在一起,因而稱射極耦合觸發(fā)器。這種觸發(fā)器也有兩種穩(wěn)定狀態(tài),一種穩(wěn)態(tài)是T1管導(dǎo)通、T2管截止,輸出u0為高電位;另一種穩(wěn)態(tài)是T1管截止,T2管導(dǎo)通,u0為低電位。觸發(fā)器的穩(wěn)定狀態(tài)決定于輸入u電位的高低,因此這種觸發(fā)器具有電位觸發(fā)特性。當(dāng)輸入ui為低電位時,T1管截止,c1點電位升高,使T2管導(dǎo)通,輸出u0也是低電位。當(dāng)ui為高電位時,T1管導(dǎo)通,c1點電位下降,使T2管截止,u也是高電位。射極耦合觸發(fā)器可用于波形的整形和鑒幅。

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

  單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器也由兩個反相器構(gòu)成(圖3a)。與圖1的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器相比,由晶體管T2組成的反相器2完全相同,但由晶體管T1組成的反相器1中,用電容器C代替電阻器R11,且R12接向Ec。另外,在T1管的b1點接有由D1、R1及C1組成的引導(dǎo)電路,ui即外加觸發(fā)信號。觸發(fā)器的狀態(tài)電壓由c1及c2點輸出。

  圖3b的波形表明單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作過程。在外加負(fù)觸發(fā)脈沖u到來以前(0~t1期間),觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于b1點通過R12接向電壓Ec,T1導(dǎo)通,T2截止。c1點的電壓uc1為低電位,c2點電壓u為高電位,電容器C被充電。在t=t1瞬間,u到來,通過微分電路R1C1使D1導(dǎo)通,b1呈低電位,T1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?uc1上升為高電位;T2導(dǎo)通,uc2下降為低電位。這時,電容器C通過T2放電形成暫時穩(wěn)定狀態(tài)(t1~t2期間),稱為暫穩(wěn)態(tài)。隨著電容器C的放電,b1點電位上升,當(dāng)t=t2時,b1點的電位又使T1管導(dǎo)通,uc1下降為低電位,T2管又截止,uc2電位上升。在t2~t3期間,uc2因受Rc2C充電的影響而上升緩慢,形成恢復(fù)期。t3以后進(jìn)入原來的穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可用于脈沖整形和脈沖延時。

  各種觸發(fā)器均可由分立元件構(gòu)成,也可由集成電路來實現(xiàn)。但隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,集成觸發(fā)器品種逐漸增加,性能優(yōu)良,應(yīng)用日益廣泛?;居|發(fā)電路有R-S觸發(fā)器,T觸發(fā)器,D觸發(fā)器,J-K觸發(fā)器等。

 


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