无稳态电路是指某些元件不具有稳态的特性,其输出处于不断变化的状态。
电容是一种储存能量的元件,其特性是对电压变化有很高的敏感度。在正弦波输入的情况下,电容会对电压进行积分,输出电压将不断增加,并最终趋近于饱和值。但在方波等非正弦波输入的情况下,电容会不断充放电,导致输出呈现不断变化的状态。
电容为主元件的典型无稳态电路是互补金属氧化物半导体(CMOS)反相器。该电路中,电容在输入端和输出端之间起到隔直作用,而晶体管的导通和截止控制了充放电的速度。但在没有输入信号的情况下,由于CMOS反相器不消耗电流,电容将一直处于充电状态,导致输出电压逐渐增加,形成无稳态状态。
反馈电路是一种将电路的输出信号反馈到输入端的电路。在某些情况下,反馈会导致电路的输出呈现不断变化的状态。
最简单的反馈电路是带有返馈电阻的比例放大器。在没有输入信号的情况下,输出端的信号被返馈到输入端,继续被放大和反馈,导致输出信号逐渐增大,形成无稳态状态。
非线性元件是指其电流-电压特性不是一条直线。在某些情况下,非线性元件可以导致输出呈现不断变化的状态。
典型的非线性元件无稳态电路是单稳态多谐振荡器。该电路由电感、电容、二极管和晶体管等元器件组成。在适当的参数设置下,电路会产生多个幅度、频率和相位不同的谐振波形。但由于非线性元件二极管的电流-电压特性不是一条直线,在某些条件下,二极管的非线性特性会导致电路输出呈现不断变化的状态。
除了以上几类无稳态电路外,还有一些具有特殊设计和用途的无稳态电路。例如,噪声发生器、随机数发生器等常常采用无稳态电路来产生不确定的信号。