“单稳态多谐振荡器”之所以如此命名，是因为它的输出仅在一种状态下是稳定的。当触发时，该器件会在一段时间内将输出切换到所谓的“不稳定状态”，然后返回稳定状态。请注意，本文中的“稳定”是指在没有外部输入的情况下输出状态保持不变，而“不稳定”是指在没有外部输入的情况下状态会发生变化。一个输入触发事件会导致一个输出脉冲，因此该器件也称为“单次触发”。SN74LVC1G123 是我们极受欢迎的器件之一，此处将使用其作为示例，但 TI 在不同的逻辑系列中提供了多种其它型号的单稳态多谐振荡器，以适用于各种应用。

这些器件可用作去抖动器、脉冲扩展器、延迟器和边沿检测器。它们对于清理所有类型逻辑电路的输入信号非常有用。

• 稳态 - 单稳态多谐振荡器输出端的自然、静止或“关闭”状态，通常为“低电平”
• 非稳态 - 单稳态多谐振荡器输出端的瞬时、活动或“打开”状态，通常为“高电平”
• 脉冲宽度 – 交换输出的时间量。通常称为“t_w”
• 触发器 – 生成输出脉冲的输入信号边沿。根据使用的输入端，触发器可位于上升沿或下降沿。
• 再触发器 - 在系统输出端已经处于非稳态时施加触发信号的行为。
• 可再触发 - 具有再触发能力的单稳态多谐振荡器。

所有具有用于定时的外部 RC 电路的单稳态多谐振荡器的基本工作原理都相同。RC 电路中的电容器需要花费一定的时间（称为“时间常数”）才能从完全放电状态充电至其满电量的 63.2%。它需要 5 个时间常数才能达到其满电量的 99.3%，满电量通常被认为是充满电的状态。这两个值来自 RC 电路阶跃响应特征方程 Equation1。

Equation1.

单稳态多谐振荡器利用 RC 电路充电时间的一致性来产生设定宽度的输出脉冲。会使用外部元件，因此这种一致性依赖于这些元件以及所选半导体器件的热公差和制造公差。

1. 触发事件发生。根据配置，这可以是上升沿或下降沿。
2. C_ext 放电非常快，可通过外部 RC 网络充电。
3. 当电容器电压降到低于设计阈值时，输出端切换至不稳定状态。当充电后电容器电压重新高于阈值时，它返回到稳定状态。

说明此操作的电路如图 3-1 所示，电容器电压与输出电压一起显示在图 3-2 中。此图由一个理想系统模拟而来，该系统设计用于在电容器电压为其满电量的 63.2% 时切换输出端。

图 3-1 单稳态多谐振荡器的功能图

图 3-2 具有对齐输出脉冲的电容器电压（理想）

图 3-1 中展示的原理图是 SN74LVC1G123 内部工作情况的简化版本，但它并未囊括单稳态多谐振荡器在工作状态下的所有细微差别。在此原理图中，假设温度和电源电压不会改变电路的输出，并且 RC 电路将始终有可维持运行的充足的充电和放电路径。它另外假设系统有足够的时间在输出脉冲之间恢复。

当系统处于静止状态时，电容器充满电，输出电压为低电平。当发生触发事件时，外部电容器 C_ext 通过 MOSFET 快速放电，然后通过外部电阻器 R_ext 充电。当电容器电压最初低于参考电压 (0.63212 V_CC) 时，比较器输出端立即变为高电平。然后输出端保持高电平，直到电容器充电到超过 0.63212 V_CC，此时它将返回到稳定的低电平状态。达到 0.63212 V_CC 大约需要一个时间常数，因此输出脉冲的长度将非常接近 τ = R × C。在真正的单稳态多谐振荡器（例如 SN74LVC1G123）中，输出脉冲长度还将取决于电源电压和电容器大小。这两个依赖项通常表示为乘数 K。Equation2 所示为通用脉冲宽度 (t_w) 方程。

SN74LVC1G123 是一种可再触发式单稳态多谐振荡器。这意味着每个触发事件都会产生所选长度的输出。如果触发发生时输出端已经在输出脉冲，则其将继续输出，如图 3-3 中所示。图 3-3 中的时序图展示了可再触发式和不可再触发式单稳态多谐振荡器在具有相同脉冲宽度时的区别。

图 3-3 可再触发式和不可再触发式单稳态多谐振荡器的区别