MAX1232C/EPA為了深人分析圖5.1.2所示電路的工作情況,可以借助兩個非門的傳輸特性來討論電路運行的細節(jié)。設兩非門G1、G2均為CMOs器件,它們的傳輸特性在第3章已進行過詳細討論。圖5.1,3中用黑色曲線表示G1的傳輸特性。由于電路中UI2=v01,UI1=U02,所以可將G2的傳輸特性與G1畫在同一坐標系中,如圖5.1.3中的灰色曲線所示。

在圖5.1.3的坐標平面上,同時滿足兩個非門傳輸特性的3個交點,實際上就是使電路平衡的3個點。其中,右下角和左上角兩個點分別對應于在邏輯狀態(tài)分析時得到的Q=0和0=1兩種穩(wěn)定狀態(tài)。在其中任意一種穩(wěn)定狀態(tài)下,即使出現(xiàn)較大的干擾信號,也不會改變電路的狀態(tài)。例如,當電路處于0=0的穩(wěn)態(tài)點,若G1輸人端oII出現(xiàn)如圖5.1.3中虛線箭頭所示的變化,使輸出由穩(wěn)態(tài)點偏移到o點,由于%=%1,使G2輸出電壓t。2達到距穩(wěn)態(tài)點較近的8點。如此,經(jīng)反饋環(huán)的反復作用,最終使電路又回到穩(wěn)定的平衡點。這類似于前面物理模型中,由于施加的沖擊力不足,小球又返回到原來位置的狀況。同樣,o=1的穩(wěn)態(tài)點也具有類似的特性。這說明圖5,1.2所示的雙穩(wěn)態(tài)電路具有較強的抗干擾能力,從而能長期穩(wěn)定地存儲1位二進制數(shù)據(jù)。

圖5.1.3中第3個平衡點位于v。l和t。2的邏輯1和邏輯0之間,該點既不是0,也不是0的有效邏輯電平,它同樣滿足兩個非門的特性,表面看來電路似乎可以穩(wěn)定在該點。但考慮到實際電路中總是有噪聲存在,這種穩(wěn)定就難以維持了。在G1和G2的傳輸特性中,由于該點處于增益很高的電壓放大區(qū),且G1與G2已連接成正反饋環(huán),假定vII出現(xiàn)微弱的噪聲,例如極微小的下降,便會使v。1產(chǎn)生少量上升,該變化會使‰產(chǎn)生較大的下降,如圖5,1.3中指向c的箭頭所示。c點的%2同時又等于vI1,這種正反饋的結果,驅動v。1到達d點。反饋環(huán)路使這種“再生”過程不斷地繼續(xù)下去,順著圖中箭頭的指向,最終達到左上角的穩(wěn)態(tài)平衡點,即Q=1。反之,若起始UI1的引發(fā)噪聲是略微上升,則電路的最終穩(wěn)定狀態(tài)為0=0。

綜上所述,因為隨機噪聲可以使電路倒向另外兩種穩(wěn)態(tài)中的任意一種,傳輸特性上的第三個平衡點并不是真正意義上的電路穩(wěn)態(tài),所以稱為介穩(wěn)態(tài)。

可以設想,若在雙穩(wěn)態(tài)電路的一個非門輸人端施以足夠幅值的脈沖信號,使電路越過介穩(wěn)態(tài)點,則可將電路從一種狀態(tài)轉換到另一種狀態(tài),從而實現(xiàn)對電路邏輯狀態(tài)的控制。下一節(jié)將要討論的基本sR鎖存器,就是利用這個原理工作的。