RS触发器

交叉与非门结构

RS触发器由两个与非门 G1、G2 交叉耦合构成：G1 的输出接 G2 的一个输入，G2 的输出接 G1 的一个输入。两个外部输入端记为 $\bar{R}$ 和 $\bar{S}$，输出端记为 $Q$ 和 $\bar{Q}$。输入符号上的横线表示低电平有效，即逻辑 0 是有效动作电平。

逻辑功能

设 G1 的输出为 $Q$，G2 的输出为 $\bar{Q}$。与非门的逻辑关系为：只要有一个输入为 0，输出就为 1；只有全部输入为 1 时，输出才为 0。据此得到功能表：

• $\bar{R}=0,\bar{S}=1$：$Q=0$，即复位（置 0）。
• $\bar{R}=1,\bar{S}=0$：$Q=1$，即置位（置 1）。
• $\bar{R}=1,\bar{S}=1$：$Q$ 保持原有状态不变。
• $\bar{R}=0,\bar{S}=0$：$Q$ 状态不定，属于不允许的输入组合。

保持与禁止的原因

当 $\bar{R}=\bar{S}=1$ 时，两个与非门各有一个输入为 1，输出由另一输入即对方的输出决定，形成正反馈自锁，因此状态保持。当 $\bar{R}=\bar{S}=0$ 时，两个与非门的输出都被强制为 1，即 $Q=\bar{Q}=1$，破坏了 $Q$ 与 $\bar{Q}$ 应互补的关系；当两输入同时回到 1 时，最终状态取决于两门的翻转速度，无法预先确定，故为禁止状态。

在差动脉宽调制电路中的作用

在差动脉宽调制电路中，RS触发器的 $\bar{R}$、$\bar{S}$ 分别由两个电压比较器 $A_1$、$A_2$ 的输出驱动。充放电回路由 $R_1$、$R_2$、二极管 $V{D}_1$、$V{D}_2$ 和电容 $C_{x1}$、$C_{x2}$ 构成。当某节点电位超过比较器的参考电压 $U_r$ 时，对应比较器输出翻转，使触发器置位或复位，从而改变 $Q$ 的电平。例如，当 F 点电位大于 $U_r$ 且 G 点电位小于 $U_r$ 时，$A_1$ 输出低电平、$A_2$ 输出高电平，触发器被复位，$Q$ 翻转为低电平。Q 的高、低状态又反过来控制电容的充电与放电，使电路在两个状态之间交替翻转，形成脉宽调制输出。