1、 10.2 施密特觸發(fā)器（一種常用的脈沖整形電路）10.2.1 用門電路組成的施密特觸發(fā)器21，且21，0，設(shè)RRVVVVVDDTHOLDDOH與第五章中的觸發(fā)器含義不同G1,G2為CMOS反相器第1頁/共43頁IvP81,圖3.3.12CMOS反相器的電壓傳輸特性IAo1OHoOL1. v0v0vV,vV0DDV，21210RRVVVVVDDTHOLDDOH，且，AvthVo1vAvov 當 從0逐漸升高,并使 時,電路的狀態(tài)將迅速轉(zhuǎn)換為IvovOHDDVV2.當12122(1)TTHTHRRRVVVRR212ATHTRvVVRRVT+稱為輸入信號vI的正向閾值電壓212RRVRvTAVTH

2、=設(shè)此時VI =VT+則有：第2頁/共43頁1211222(1)TTHDDTHRRRRVVVVRRR3.當 從高電平 逐漸下降時,有IvDDVIvo1vAvov當 下降到使 時,電路的狀態(tài)將迅速轉(zhuǎn)換為AvthVIvov0OLV212()ATHDDDDTRvVVVVRR,可得VDD=2VTHVT-稱為輸入信號vI的負向閾值電壓VTH=設(shè)此時VI =VT-則有：第3頁/共43頁12(1)TTHRVVR正向閾值電壓:12(1)TTHRVVR負向閾值電壓:回差電壓:TTTVVVTV施密特觸發(fā)器的電路符號VTH=TVVTH正向變化過程負向變化過程CMOS反相器的電壓傳輸特性施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性第4

3、頁/共43頁 施密特觸發(fā)器的主要特點： 1. 輸入信號在上升和下降過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的 電平不同,分別為 和 ; 2. 電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時有正反饋過程，使輸出波形邊沿 變陡。TVTVTVTVTV第5頁/共43頁10.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用第6頁/共43頁三、用于脈沖整形第7頁/共43頁 10.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 特點： 有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。 在外界觸發(fā)信號作用下，能從穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)，維持 一段時間后再自動返回穩(wěn)態(tài)。 暫穩(wěn)態(tài)維持的時間長短取決于電路內(nèi)部參數(shù)。第8頁/共43頁；穩(wěn)態(tài)下：OHAOHOOIVVVVVV),( ,*110開始放電；進入暫穩(wěn)態(tài)，后，CVVVOOI,*001返回穩(wěn)態(tài)；后，當放

4、至,*1OTHAVVVOHIVV 至 充 新 重 C 后，1. 原理分析第9頁/共43頁2. 性能參數(shù)計算輸出脈寬：()(0)()( )()ln()lnOHwootTHVVVtRR CRR CVVV的時間。放電至從時間）等于輸出脈沖寬度（THOHAOVVVV0放電回路輸出脈寬第10頁/共43頁二、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器DDTHOLDDOHVVVVV210,上無電壓；穩(wěn)態(tài)下：CVVVVVVVDDOODDIdI),( ,12000開始充電電路迅速進入暫穩(wěn)態(tài)加觸發(fā)信號CVVVVVVVOOOIOdI,01121 第11頁/共43頁穩(wěn)態(tài)。放電至沒有電壓，恢復(fù)電路迅速返回穩(wěn)態(tài)又引起正反饋時充電至CVVVVVV

5、VVVDDOOOOIITHI,112220C11,0ooVV暫穩(wěn)態(tài)時, ,C開始充電這期間vd維持低電平第12頁/共43頁上無電壓；穩(wěn)態(tài)下：CVVVVVVVDDOODDIdI),( ,1200011,0ooVV暫穩(wěn)態(tài)時, ,C開始充電第13頁/共43頁2、性能參數(shù)計算輸出脈寬：等于VI2從0充電至VTH的時間。200lnlnln)()()()(RCVVVRCVVVVRCtTHDDDDtwrewdONONDretttCRCRrRt)()/)(53531電容充電等效電路電容放電等效電路第14頁/共43頁10.3.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)與工作原理 (74 121)微分型單穩(wěn)控制附加電路第15頁

6、/共43頁200lnlnln)()()()(RCVVVRCVVVVRCtTHCCCCtw74121的功能表,見P472第16頁/共43頁10.4 多諧振蕩器（自激振蕩，不需要外加觸發(fā)信號）10.4.1 對稱式多諧振蕩器一、工作原理（TTL）(1)靜態(tài)（未振蕩）時應(yīng)是不穩(wěn)定的開始放電。開始充電，電路進入第一個暫穩(wěn)態(tài)迅速跳變?yōu)楦?。迅速跳變?yōu)榈停?，則有：有微小由于“擾動”使212122112CCVVVVVVVOOOIOII,)(!第17頁/共43頁開始放電。開始充電，電路進入第二個暫穩(wěn)態(tài)迅速跳變?yōu)榈?。迅速跳變?yōu)楦?，而使將起引起如下正反饋：時，再充至當1221112223CCVVVVVVVVOOO

7、IOITHI,)(第18頁/共43頁第19頁/共43頁的時間從充電開始到充至的時間從充電開始到充至THITHIVVVVT2121212FEFFOHBECCOHERRRRRRVVVVV/)(THEIKEEVVVVCRTln2第20頁/共43頁10.4.2 非對稱式多諧振蕩器一、工作原理（CMOS）12122111IOOOIIIVCVVVVVV,)(開始放電電路進入第一個暫穩(wěn)態(tài)高。迅速低，而迅速使，則有：有微小由于“擾動”使12122112IOOOIITHIVCVVVVVVV,)(開始充電電路進入第二個暫穩(wěn)態(tài)低。迅速高，而迅速使，則有：至又返回第一個暫穩(wěn)態(tài)。至當,)(THIVV13第21頁/共43

8、頁THDDTHTHDDTHWVVVC:TVVVC:TTTT充至充至充電，從充電，從放至放至放電，從放電，從脈沖寬度計算：脈沖寬度計算： 2121)()()()(lntwVVVVRCt0第22頁/共43頁10.4.3 環(huán)形振蕩器一、最簡單的環(huán)形振蕩器第23頁/共43頁二、實用的環(huán)形振蕩器。積積分分環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)，加加大大第第一一步步：增增加加2pdtRC輸輸出出。的的接接地地端端改改至至遲遲，將將第第二二步步：為為獲獲取取更更大大延延1GC第24頁/共43頁環(huán)節(jié)因此周期主要計算常數(shù)遠大于不能太大）（改、通過調(diào)整RCTRCRfCRpd,第25頁/共43頁10.4.4 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器12l

9、nlnDDTTDDTTVVVTTTRCRCVVV1221lnlnDDTTDDTTVVVTTTR CRCVVV第26頁/共43頁10.4.5 石英晶體多諧振蕩器（自學(xué)）年美國 卡第提出用石英壓電效應(yīng)調(diào)制電磁振蕩的頻率。 巴黎廣播電臺首先用嚴濟慈制作的石英振蕩片實現(xiàn)了無線電播音中的穩(wěn)頻，隨后各國相繼采用，使無線廣播振蕩電磁回路穩(wěn)頻成為壓電晶體的最重要應(yīng)用之一。作業(yè)：P501，10.3，10.9第27頁/共43頁10.5 555定時器及其應(yīng)用10.5.1 555定時器 （數(shù)/模混合IC） 一、電路結(jié)構(gòu) 1) 電壓比較器（C1,C2 ); 3) 輸出緩沖器（G3,G4); 2) SR鎖存器; 4) O

10、C輸出的三極管（TD）放電三極管置零端接C1的反相端接C2的同相端總共八個管腳第28頁/共43頁入的關(guān)系）二、功能表（輸出與輸CCV32CCV31CCV32CCV32CCV32CCV31CCV31CCV31DR1IV2IVOVDT1221;33RC CRC CVVVV參考電位:判定vc1,vc2的高低,并確定Q及Q的狀態(tài),以此決定VO的輸出.第29頁/共43頁10.5.2 用555定時器接成施密特觸發(fā)器 將555定時器的VI1和VI2兩個輸入端連在一起, 作為信號輸入端,即構(gòu)成施密特觸發(fā)器. 施密特觸發(fā)器的特點在于：有兩個閾值電壓VT+和VT-第30頁/共43頁13ICCvV1233CCICC

11、VvV23ICCvV1.先分析VI從0逐漸升高的過程:i)當 時,Vc1=1、Vc2=0, Q=1, 則Vo=VoH；ii)當 時,Vc1=1、Vc2=1, Q=1, 則Vo=VoH保持不變；iii)當 時,Vc1=0、Vc2=1, Q=0, 則Vo=VoL；故 VT+ =23CCV第31頁/共43頁2.再分析VI從高逐漸下降的過程:i)當 時,23ICCvVVc1=0、Vc2=1, Q=0, 則Vo=VoL；ii)當 時,1233CCICCVvVVc1=1、Vc2=1, Q=0, 則Vo=VoL保持不變；iii)當 時,13ICCvVVc1=1、Vc2=0, Q=1, 則Vo=VoH；故 V

12、T- =13CCV第32頁/共43頁10.5.3 用555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1. TD 與R構(gòu)成反相 器，其輸出接vI1 2. VI接vI2 3. 管腳7、1間接入電容C第33頁/共43頁保持放電導(dǎo)通充電至截止若通電后保持導(dǎo)通若通電后即可，穩(wěn)態(tài)時，無觸發(fā)信號：01100321011001311211212QVVCTQVVVCTQQVVVTQVVVCCDCCCCDCCCDCCCI)(因此，穩(wěn)態(tài)時，VI=1，VC1=VC2=1，Q=0，VO=0, TD導(dǎo)通第34頁/共43頁開始充電截止則降至只要觸發(fā)時CTQVVVVVDCCCCII,1013121）已經(jīng)回到高于時（假定此時充至當CCICCCVVVV3132保持開始放電至導(dǎo)通則01100102121QVVCTQVVCCDCC,返回穩(wěn)態(tài)第35頁/共43頁性能參數(shù)：暫穩(wěn)態(tài)輸出的寬度3320lnlnRCVVVRCtCCCCCCw第36頁/共43頁10.5.4 用555接成多諧振蕩器TD與R1接成反相器，它的輸出vOD與vO在高、低電平狀態(tài)上完全相同。第37頁/共43頁TTTCCTCCVVCRVVVVCRRTTT0021221lnln)(%5022121RRRRq如希望q50%?第38