1、,8.1 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,8.2 施密特觸發(fā)器,8.3 多器諧振蕩,8.4 555定時器及其應(yīng)用,8 脈沖波形的變換與產(chǎn)生,8.1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,8.1.1 用門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,8.1.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,8.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用, 電路在沒有觸發(fā)信號作用時處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點：, 在外來觸發(fā)信號作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài);, 由于電路中RC延時環(huán)節(jié)的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長時間保持, 經(jīng)過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的 持續(xù)時間僅與RC參數(shù)值有關(guān)。,8.1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,MSI集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,不可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

2、,可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,用555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,按電路形式不同,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類,工作特點劃分,8.1.1 用CMOS門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,1. 電路,CMOS與非門構(gòu)成的微分型 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,CMOS或非門構(gòu)成的微分型 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,穩(wěn)態(tài)為1,負脈沖觸發(fā),穩(wěn)態(tài)為0,正脈沖觸發(fā),電路處于一種穩(wěn)態(tài)：,設(shè)定CMOS反相器的閾值電壓,工作原理：,b)外加觸發(fā)信號,d =VTH,產(chǎn)生如下正反饋過程：,c)電容充電,電路由暫穩(wěn)態(tài)自動返回到穩(wěn)態(tài),I2 =VTH,產(chǎn)生如下正反饋過程：,v,O,1,v,O,v,I2,0,t,t,t,0,V,TH,V,DD,t,1,t,2,0,tw0.7

3、RC,（1） 輸出脈沖寬度tw,(2) 恢復時間tre ，一般取,tre (35),(3) 最高工作頻率 fmax,3、 主要參數(shù)的計算,vC(0+) = 0；vC() =VDD vC(tw)= VTH =VDD /2,= RCln2,C(t)=VC()VC(0+)VC(),4. 討論,2)為了改善輸出波形，通常在輸出端加一個反相器,1)在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束(t= t2)瞬間，門G2的輸入電壓I2達到VDD+VTH，可能損壞G2門，怎么辦？（P391）,3) 不要求（P391書上有錯） 。,圖8.1.1a正確嗎？,8.1.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,可重復觸發(fā)（對 重復的觸發(fā)沿有反應(yīng)）,被重復觸發(fā),不可重復

4、觸發(fā)（對 重復的觸發(fā)沿無反應(yīng)）,1. 不可重復觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74121,觸發(fā)信號控制電路,微分型單穩(wěn)觸發(fā)器,電路的連接：,R：外接電阻或采用內(nèi)部電阻,C：外接電容,輸出脈沖寬度： tw0.7RC,電路的不可重復觸發(fā)特性,(1)工作原理,在暫穩(wěn)態(tài)期間即使有觸發(fā)信號輸入,但由于G4門在此期間關(guān)閉，不會被再次觸發(fā)，電路屬于不可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,1,0,0,0,74121功能表（見課本P394）,邏輯功能表,輸入控制電路中鎖存器的作用？,A1和A2是兩個下降沿有效的觸發(fā)信號輸入端，B是上升沿有效的觸發(fā)信號輸入端。,8.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用,1. 定時,該電路可用于頻率計,2. 延時

5、,4. 組成噪聲消除電路,單穩(wěn)觸發(fā)器的輸出脈寬應(yīng)大于噪聲寬度而小于信號脈寬，才可消除噪聲。,如用I作為計數(shù)器的觸發(fā)脈沖,干擾加入就會造成計數(shù)錯誤。,8.2 施密特觸發(fā)器,8.2.1 用門電路組成的施密特觸發(fā)器,8.2.2 集成施密特觸發(fā)器,8.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用,8.2 施密特觸發(fā)器,1、施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性及工作特點：, 施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，當輸入信號達到某一電壓值時，輸出電壓會發(fā)生突變。, 電路有兩個閾值電壓。 輸入信號增加和減少時，電路的閾值電壓分別是正向閾值電壓（VT+）和負閾值電壓（VT-） 。,同相輸出施密特觸發(fā)器,反相輸出施密特觸發(fā)器,1、電路組成,2、工作

6、原理,8.2.1 用COMS門電路組成的施密特觸發(fā)器,vI1,0,0,1,(1) I上升,正向閾值電壓 (VT+): I 值在增加過程中，使輸出電壓產(chǎn)生跳變時所對應(yīng)I 的值。,VTH,o,vI1,vI1,8.2.2 集成施密特觸發(fā)器(不要求),8.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用,1. 波形變換,2. 波形的整形,合理選擇回差電壓，可消除干擾信號。,3.消除干擾信號,o,I,4. 幅度鑒別,8.3 多諧振蕩器,8.3.1 由門電路組成的多諧振蕩器,8.3.2用施密特觸發(fā)器構(gòu)成波形產(chǎn)生電路,多諧振蕩器的基本組成：,開關(guān)器件：產(chǎn)生高、低電平,反饋延遲環(huán)節(jié)（ RC電路）：利用RC電路的充放電特性實現(xiàn)延時，

7、輸出電壓經(jīng)延時后,反饋到開關(guān)器件輸入端，改變電路的輸出狀態(tài),以獲得所需脈沖波形輸出。,多諧振蕩器是一種自激振蕩器，電路在接通電源后無需外接觸發(fā)信號就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖波或方波。,8.3 多諧振蕩器,8.3.1 由CMOS門電路組成的多諧振蕩器,1. 電路組成,組成的多諧振蕩器,.o1 =1, o =0 時,電容充電, I增加;,o1 =0, o =1 時,電容放電, I下降;,o1與o2反相,電容接在o與I之間:,2. 工作原理,假定,電路初態(tài)：,= 0V,電容充電,迅速使G1導通、 G2截止,（1）第一暫穩(wěn)態(tài)（初態(tài)）電容充電，電路自動翻轉(zhuǎn)到第二暫穩(wěn)態(tài),（是偶然的）,（2）第二暫穩(wěn)

8、態(tài)電容放電，電路自動翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài),電容放電,迅速使得G1截止、G2導通,2. 工作原理,TRC1n41.4RC,由門電路組成的多諧振蕩器的振蕩周期T取決于R、C電路和 VTH，頻率穩(wěn)定性較差。,3. 振蕩周期的計算,8.3.2 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成波形產(chǎn)生電路,看圖8.3.5,8.3.3 石英晶體振蕩器（不要求）,1、石英晶體電路符號和選頻特性,當 f = f0 時, 電抗 X = 0,2、石英晶體振蕩器,R: 使G1工作在線性區(qū),C1 : 耦合電容,C2 : 抑制高次諧波,3、雙相脈沖產(chǎn)生電路,8.4 555定時器及其應(yīng)用,8.4.1 555定時器,8.4.2 用555定時器組成施密特觸發(fā)

9、器,8.4.3 用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,8.4.4 用555定時器組成多諧振蕩器,555定時器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路, 廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。,8.4 555定時器及其應(yīng)用,1、電路 結(jié)構(gòu),8.4.1 555定時器,V,O,2、工作原理,3、555定時器功能表,8.4.2 用555定時器組成施密特觸發(fā)器,P416圖8.4.2,如何改變電路的閾值電壓和回差電壓?,8.4.3 用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,1、電路,VCC,穩(wěn)態(tài)：輸入高電平，輸出低電平,外加觸發(fā)信號，電路轉(zhuǎn)換到暫態(tài)，輸出為1,觸發(fā)信號消除后，電容充電，電路自動轉(zhuǎn)換到穩(wěn)態(tài)輸出為0,tw=RC1n31.1RC,4、）工作波形及輸出脈寬的計算,電路是可重復觸發(fā)的單穩(wěn)? 否,如將5腳接電壓V,電路的脈寬會改變嗎?V增加,脈寬如何改變?,脈沖寬度調(diào)制器,工作波形,555組成的單穩(wěn)態(tài)的應(yīng)用:, 用555定時器組成可重復觸發(fā)單穩(wěn),P420圖8.4.6,？,8.4.4 用555定時器組成多諧振蕩器,1、）電路第一暫態(tài)，輸出為1。電容充電，電路轉(zhuǎn)換到第二暫態(tài),輸出為0,2、）電路第二暫穩(wěn)態(tài)，電容放電，電路轉(zhuǎn)換到第一暫態(tài),3、工作波形與振蕩