单稳态触发器和多稳态触发器在中波广播发射机中的应用

【摘要】触发器是数字电子技术系统的基本组成部分，它是时序逻辑电路中的基本储存元素。触发器在中波广播发射机中广泛运用，其中单稳态触发器和多稳态触发器在10kW DAM中波发射机中应用尤为多。很多人对触发器的认识比较少，本文主要就是简单介绍一下单稳态触发器和多稳态触发器的概念、功能和在发射机中的一些应用，希望能为大家提供一些参考。

【关键词】发射机；单稳态触发器；多稳态触发器

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.16.011

记忆元件是电路中不可缺少的部分，而记忆元件都是由触发器构成的。随着科学技术的发展，半导体工艺已经可以把一个或几个触发器集成在一个芯片中，构成集成触发器。而触发器按其输出端工作状态可分为单稳态触发器和双稳态触发器。

1. 单稳态触发器

1.1 单稳态触发器的概念

单稳态触发器只有一个稳定状态和一个暂态。在没有外界触发脉冲时，电路处于稳定状态。在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，然后在暂态停留一段时间Tw后又自动返回到稳态，并在输出端产生一个宽度为Tw的矩形脉冲。Tw只与电路本身的参数有关，而与触发脉冲无关。通常把Tw称为脉冲宽度。

由于集成单稳态触发器外接原件和连线少，触发方式灵活，既可用输入脉冲的正跃变触发，又可用负跃变触发，使用十分方便，而且工作稳定性好。因此，有着广泛应用。

1.2 单稳态触发器的分类

集成单稳态触发器又可分为非重复触发单稳态触发器和可重复触发单稳态触发器。逻辑符号如图1（a）、（b）所示。图1（a）“1”表示非重复触发单稳态触发器，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，如图2（a）所示。图1（b）方框中的限定符号“”表示可重复单稳态触发器，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，如图2（b）所示。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。

1.3 单稳态触发器的作用

①脉冲整形

脉冲信号在经过长距离传输后其边沿会变差或在波形上叠加了某些干扰。为了使脉冲信号变成符合要求的波形，这时可利用单稳态触发器进行整形。工作波形如图3所示。

②脉冲定时

由于单稳态触发器可输出宽度和幅度符合要求的矩形脉冲，因此，可利用它来做定时电路。如图4（a）所示定时电路中，单稳态触发器输出的脉冲UC可作为与门G开通时间的控制信号。只有在输出UC为高电平期间，与门G打开，UB才能通过与门，这时输出U0=UB，与门G打开的时间完全由单稳态触发器决定。而在UC为低电平0时，与门G关闭，UB不能通过。工作波形如图4（b）所示。

③脉冲展宽

当输入脉冲宽度较窄时，则可利用单稳态触发器展宽。图5（a）所示为一个脉冲展宽电路。只要合理选择R和C值，可输出宽度符合要求的矩形脉冲。图5（b）为工作波形。

1.4 单稳态触发器的应用

在我们发射机图纸上单稳态触发器很多，我们就以陕西如意广播电视设备有限公司（762厂）AM103S5-Ⅱ型10kW DAM发射机控制板上N50：A举例说明，它的输入与输出关系如表1所示：H表示高电平，L表示低电平，ⅹ表示任意电平，↑表示上升沿触发，↓表示下降沿触发，或表示暂态脉冲。

我们来看下N50：A单稳态触发器的电路图6，N50：A-3脚是复位端CLR，正常情况下它是H（没有一、二类故障时为H），N50：A-1脚是A端，正常情况下为L（K2未吸合时为L）；所以在按下高、中、低功率开机时，N50：A-2脚送来一个H，上升沿触发N50：A，Q端输出一个1.6s的高脉冲，K1吸合，上高压一档。K2是在K1吸合1.1s后吸合的，即上高压二档。K1吸合时间为1.6s，K2吸合0.5s后，K1释放。这时，N50：A-1脚送来H，N50：A进入稳态，Q端输出为L。这就是单稳态触发器，当满足条件外界触发时，它输出一个暂态脉冲信号。当外界触发条件消失时，它没有记忆功能，不能锁存输出，只能回到稳态，Q端输出为L。

2. 双稳态触发器

2.1 双稳态触发器的概念

双稳态触发器是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存一位二进制码。它有两个稳定的工作状态，在外加信号触发下电路可从一种稳定的工作状态转换到另一种稳定的工作状态。

2.2 双稳态触发器的工作特点

双稳态触发器是具有输出状态受输入端數据控制，并能保持“0”和“1”两个稳定状态的电路（“0”为L状态，“1”为H状态）。它有三个工作特点：①有两个稳定状态，“0”态和“1”态；②能根据输入信号将触发置成“0”或“1”态；③输入信号消失后，被置成的“0”或“1”态能保存下来。所以，触发器具有记忆功能，一般作存储器或计数器。

2.3 双稳态触发器的应用

以陕西如意广播电视设备有限公司（762厂）AM103S5-Ⅱ型10kW DAM发射机显示板的N16：B为例来说明双稳态触发器（图7），它的输入与输出关系如表2所示。我们来看下N16：B的电路。N16：B的D端和PR端都接的是+5V，也就是H电平；CLR端接的是复位A信号；CK端接的是输入信号；所以N16：B双稳态触发器触发主要是由CK端和CLR端决定。正常情况下，CLR端是H，CK端是L，不触发触发器，触发器稳定输出Q为L，为H，显示为绿灯亮，红灯灭；当发射机三相电源相差过大或缺项，也就是一类故障时，输入信号为H，上升沿触发CK端，N16：B稳定输出Q为H，为L，显示绿灯灭，红灯亮。在没有外界触发的情况下，一直锁存输出。只有当外界故障消除，给出复位信号指令，也就是CLR端送来L，才重复之前正常情况下输出，Q为L，为H，锁存显示绿灯亮和红灯灭。这就是我们所说的双稳态触发器，当外界没有触发信号时，稳定输出“0”或“1”状态；当外界送来触发信号时，稳定输出“1”或“0”状态，哪怕触发信号很短暂，也不影响锁存输出。

3. 单稳态触发器和双稳态触发器的区别

单稳态触发器只有一个稳定状态，触发翻转后，经过一段时间，会回到原来的稳定状态，一般用作脉冲整形、脉冲定时和脉冲展宽。双稳态触发器有两个稳定状态，触发翻转后会一直保持，有记忆效用，一般用作存储器或计数器。

4. 结束语

单稳态触发器和多稳态触发器在10kW DAM中波广播发射机中应用极为广泛，因此掌握其功能和应用，对了解电路图、检修发射机起到了很大的作用。

参考文献：

[1]张宪，张大鹏.电子技术速学问答[M].北京：化学工业出版社;2011.

[2]解苏汉.DX中波发射机与天馈网络[M].西安：陕西科学技术出版社，2013.

作者简介：蒙杰希，陕西省渭南市，研究方向：广播电视.