MAX1232C/EPA为了深人分析图5.1.2所示电路的工作情况,可以借助两个非门的传输特性来讨论电路运行的细节。设两非门G1、G2均为CMOs器件,它们的传输特性在第3章已进行过详细讨论。图5.1,3中用黑色曲线表示G1的传输特性。由于电路中UI2=v01,UI1=U02,所以可将G2的传输特性与G1画在同一坐标系中,如图5.1.3中的灰色曲线所示。

在图5.1.3的坐标平面上,同时满足两个非门传输特性的3个交点,实际上就是使电路平衡的3个点。其中,右下角和左上角两个点分别对应于在逻辑状态分析时得到的Q=0和0=1两种稳定状态。在其中任意一种稳定状态下,即使出现较大的干扰信号,也不会改变电路的状态。例如,当电路处于0=0的稳态点,若G1输人端oII出现如图5.1.3中虚线箭头所示的变化,使输出由稳态点偏移到o点,由于%=%1,使G2输出电压t。2达到距稳态点较近的8点。如此,经反馈环的反复作用,最终使电路又回到稳定的平衡点。这类似于前面物理模型中,由于施加的冲击力不足,小球又返回到原来位置的状况。同样,o=1的稳态点也具有类似的特性。这说明图5,1.2所示的双稳态电路具有较强的抗干扰能力,从而能长期稳定地存储1位二进制数据。

图5.1.3中第3个平衡点位于v。l和t。2的逻辑1和逻辑0之间,该点既不是0,也不是0的有效逻辑电平,它同样满足两个非门的特性,表面看来电路似乎可以稳定在该点。但考虑到实际电路中总是有噪声存在,这种稳定就难以维持了。在G1和G2的传输特性中,由于该点处于增益很高的电压放大区,且G1与G2已连接成正反馈环,假定vII出现微弱的噪声,例如极微小的下降,便会使v。1产生少量上升,该变化会使‰产生较大的下降,如图5,1.3中指向c的箭头所示。c点的%2同时又等于vI1,这种正反馈的结果,驱动v。1到达d点。反馈环路使这种“再生”过程不断地继续下去,顺着图中箭头的指向,最终达到左上角的稳态平衡点,即Q=1。反之,若起始UI1的引发噪声是略微上升,则电路的最终稳定状态为0=0。

综上所述,因为随机噪声可以使电路倒向另外两种稳态中的任意一种,传输特性上的第三个平衡点并不是真正意义上的电路稳态,所以称为介稳态。

可以设想,若在双稳态电路的一个非门输人端施以足够幅值的脉冲信号,使电路越过介稳态点,则可将电路从一种状态转换到另一种状态,从而实现对电路逻辑状态的控制。下一节将要讨论的基本sR锁存器,就是利用这个原理工作的。