單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在中波廣播發(fā)射機中的應用

【摘要】觸發(fā)器是數(shù)字電子技術(shù)系統(tǒng)的基本組成部分，它是時序邏輯電路中的基本儲存元素。觸發(fā)器在中波廣播發(fā)射機中廣泛運用，其中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在10kW DAM中波發(fā)射機中應用尤為多。很多人對觸發(fā)器的認識比較少，本文主要就是簡單介紹一下單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的概念、功能和在發(fā)射機中的一些應用，希望能為大家提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射機；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.16.011

記憶元件是電路中不可缺少的部分，而記憶元件都是由觸發(fā)器構(gòu)成的。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，半導體工藝已經(jīng)可以把一個或幾個觸發(fā)器集成在一個芯片中，構(gòu)成集成觸發(fā)器。而觸發(fā)器按其輸出端工作狀態(tài)可分為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

1. 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

1.1 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的概念

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫態(tài)。在沒有外界觸發(fā)脈沖時，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。在外界觸發(fā)脈沖的作用下，電路從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫態(tài)，然后在暫態(tài)停留一段時間Tw后又自動返回到穩(wěn)態(tài)，并在輸出端產(chǎn)生一個寬度為Tw的矩形脈沖。Tw只與電路本身的參數(shù)有關(guān)，而與觸發(fā)脈沖無關(guān)。通常把Tw稱為脈沖寬度。

由于集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器外接原件和連線少，觸發(fā)方式靈活，既可用輸入脈沖的正躍變觸發(fā)，又可用負躍變觸發(fā)，使用十分方便，而且工作穩(wěn)定性好。因此，有著廣泛應用。

1.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類

集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又可分為非重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。邏輯符號如圖1（a）、（b）所示。圖1（a）“1”表示非重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，該電路在觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)期間如再次受到觸發(fā)，對原暫穩(wěn)態(tài)時間沒有影響，輸出脈沖寬度Tw仍從第一次觸發(fā)開始計算，如圖2（a）所示。圖1（b）方框中的限定符號“”表示可重復單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，該電路在觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，則輸出脈沖寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時間的基礎上再展寬Tw，如圖2（b）所示。因此，采用可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時能比較方便地得到持續(xù)時間更長的輸出脈沖寬度。

1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的作用

①脈沖整形

脈沖信號在經(jīng)過長距離傳輸后其邊沿會變差或在波形上疊加了某些干擾。為了使脈沖信號變成符合要求的波形，這時可利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行整形。工作波形如圖3所示。

②脈沖定時

由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可輸出寬度和幅度符合要求的矩形脈沖，因此，可利用它來做定時電路。如圖4（a）所示定時電路中，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的脈沖UC可作為與門G開通時間的控制信號。只有在輸出UC為高電平期間，與門G打開，UB才能通過與門，這時輸出U0=UB，與門G打開的時間完全由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器決定。而在UC為低電平0時，與門G關(guān)閉，UB不能通過。工作波形如圖4（b）所示。

③脈沖展寬

當輸入脈沖寬度較窄時，則可利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器展寬。圖5（a）所示為一個脈沖展寬電路。只要合理選擇R和C值，可輸出寬度符合要求的矩形脈沖。圖5（b）為工作波形。

1.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用

在我們發(fā)射機圖紙上單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器很多，我們就以陜西如意廣播電視設備有限公司（762廠）AM103S5-Ⅱ型10kW DAM發(fā)射機控制板上N50：A舉例說明，它的輸入與輸出關(guān)系如表1所示：H表示高電平，L表示低電平，ⅹ表示任意電平，↑表示上升沿觸發(fā)，↓表示下降沿觸發(fā)，或表示暫態(tài)脈沖。

我們來看下N50：A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路圖6，N50：A-3腳是復位端CLR，正常情況下它是H（沒有一、二類故障時為H），N50：A-1腳是A端，正常情況下為L（K2未吸合時為L）；所以在按下高、中、低功率開機時，N50：A-2腳送來一個H，上升沿觸發(fā)N50：A，Q端輸出一個1.6s的高脈沖，K1吸合，上高壓一檔。K2是在K1吸合1.1s后吸合的，即上高壓二檔。K1吸合時間為1.6s，K2吸合0.5s后，K1釋放。這時，N50：A-1腳送來H，N50：A進入穩(wěn)態(tài)，Q端輸出為L。這就是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，當滿足條件外界觸發(fā)時，它輸出一個暫態(tài)脈沖信號。當外界觸發(fā)條件消失時，它沒有記憶功能，不能鎖存輸出，只能回到穩(wěn)態(tài)，Q端輸出為L。

2. 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

2.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的概念

雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種具有記憶功能的邏輯單元電路，它能儲存一位二進制碼。它有兩個穩(wěn)定的工作狀態(tài)，在外加信號觸發(fā)下電路可從一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

2.2 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點

雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是具有輸出狀態(tài)受輸入端數(shù)據(jù)控制，并能保持“0”和“1”兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電路（“0”為L狀態(tài)，“1”為H狀態(tài)）。它有三個工作特點：①有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，“0”態(tài)和“1”態(tài)；②能根據(jù)輸入信號將觸發(fā)置成“0”或“1”態(tài)；③輸入信號消失后，被置成的“0”或“1”態(tài)能保存下來。所以，觸發(fā)器具有記憶功能，一般作存儲器或計數(shù)器。

2.3 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用

以陜西如意廣播電視設備有限公司（762廠）AM103S5-Ⅱ型10kW DAM發(fā)射機顯示板的N16：B為例來說明雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（圖7），它的輸入與輸出關(guān)系如表2所示。我們來看下N16：B的電路。N16：B的D端和PR端都接的是+5V，也就是H電平；CLR端接的是復位A信號；CK端接的是輸入信號；所以N16：B雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)主要是由CK端和CLR端決定。正常情況下，CLR端是H，CK端是L，不觸發(fā)觸發(fā)器，觸發(fā)器穩(wěn)定輸出Q為L，為H，顯示為綠燈亮，紅燈滅；當發(fā)射機三相電源相差過大或缺項，也就是一類故障時，輸入信號為H，上升沿觸發(fā)CK端，N16：B穩(wěn)定輸出Q為H，為L，顯示綠燈滅，紅燈亮。在沒有外界觸發(fā)的情況下，一直鎖存輸出。只有當外界故障消除，給出復位信號指令，也就是CLR端送來L，才重復之前正常情況下輸出，Q為L，為H，鎖存顯示綠燈亮和紅燈滅。這就是我們所說的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，當外界沒有觸發(fā)信號時，穩(wěn)定輸出“0”或“1”狀態(tài)；當外界送來觸發(fā)信號時，穩(wěn)定輸出“1”或“0”狀態(tài)，哪怕觸發(fā)信號很短暫，也不影響鎖存輸出。

3. 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的區(qū)別

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后，經(jīng)過一段時間，會回到原來的穩(wěn)定狀態(tài)，一般用作脈沖整形、脈沖定時和脈沖展寬。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后會一直保持，有記憶效用，一般用作存儲器或計數(shù)器。

4. 結(jié)束語

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在10kW DAM中波廣播發(fā)射機中應用極為廣泛，因此掌握其功能和應用，對了解電路圖、檢修發(fā)射機起到了很大的作用。

參考文獻：

[1]張憲，張大鵬.電子技術(shù)速學問答[M].北京：化學工業(yè)出版社;2011.

[2]解蘇漢.DX中波發(fā)射機與天饋網(wǎng)絡[M].西安：陜西科學技術(shù)出版社，2013.

作者簡介：蒙杰希，陜西省渭南市，研究方向：廣播電視.