- 本章简略记录。
8.1 单稳态触发器(脉冲触发)
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单稳态触发器 应用于 :(1)脉冲整型(2)脉冲延时 (3)定时
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单稳态触发器的工作特性:
- 没有触发脉冲作用时,电路处于一种稳定状态。
- 脉冲触发作用下,电路由稳态变化到暂稳态。暂稳态不能长时间保持。
- 暂稳态的持续时间取决于电路的RC参数。
8.1.1 微分型单稳态触发器(CMOS)
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单稳态触发器 = 逻辑门 + RC电路
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RC电路的连接方式 决定了 :(1)微分型单稳态电路(2)积分型单稳态电路
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微分型单稳态电路,有两种形式(如下图所示):(1)与非+非 (2)或非 + 非
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原本的 V I V_I VI输入脉冲,经过微分型单稳态电路后,到 V O V_O VO,脉冲宽度被延长。
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逻辑门组成的单稳态触发器的缺点(1)触发方式单一(2)输出脉宽稳定性差(3)调节范围小。
8.1.2 集成单稳态触发器
- 集成单稳态触发器,分为:(1)可重复触发(响应新的触发脉冲,刷新输出脉宽的起始时间点)(2)不可重复触发(不响应新的触发脉冲,必须等前一个触发的输出脉宽结束)
(1)不可重复触发(TTL 74121)
(2)可重复触发(CMOS MC14528)
8.1.3 单稳态触发器的应用
(1)定时
- 定时时间是 单稳态输出信号的暂稳态持续时间。
- 暂稳态时间,作为开窗时间。
(2)延时
- 两个单稳态触发器,电容电阻的配置不同,暂稳态持续时间不同。
- 前一个单稳态触发器的输出信号,经过延时,作为第二个单稳态触发器的输入。
(3)消除噪声
- 单稳态触发器+D触发器
- 74121不可重复触发
- V I V_I VI为低电平时,D触发器被复位, V O = 0 V_O=0 VO=0
- V I V_I VI为高电平时,在 Q ‾ \overline{Q} Q跳变到稳态1时,产生上升沿,D触发器获取此时 V I = 1 V_I=1 VI=1, V O = 1 V_O=1 VO=1
- 消除噪声的重要原因:噪声的持续时间 小于 单稳态触发器的暂稳态持续时间,不会被传递到
V
O
V_O
VO
8.2 施密特触发器(电平触发)
- 波形变换,幅度鉴别
- 适用于缓慢变化的电平信号,电压达到某一值,施密特触发器的输出就会发生跳变。
- 施密特触发器,内部有正反馈电路,输出电压波形 上升下降陡直。
- 电压上升阈值 V T + V_{T+} VT+
- 电压下降阈值 V T − V_{T-} VT−
8.2.1 门电路构成施密特触发器
8.2.2 集成施密特触发器
- CMOS型,集成施密特触发器 CC40106
8.2.3 施密特触发器的应用
(1)波形变换
(2)波形整形
(3)抗干扰
(4)幅度鉴别
8.3 多谐振荡器(无稳态电路)
- 接通电源后,自激振荡,产生一定频率和一定幅值的矩形波。
- 核心是 电容的充电和放电。
8.3.1 门电路构成多谐振荡器
- 输入电压和输出电压的波形
- 输出电压有两个暂稳态,充电过程或者放电过程。
- 门电路构成的多谐振荡器,
V
T
H
V_{TH}
VTH易受温度和电压,干扰的影响,频率稳定性差。
8.3.2 施密特触发器构成波形产生电路
- 需要电容C和电阻R。
8.3.3 石英晶体振荡器
- 稳定性高。
- 选频特性非常好。极为稳定的串联谐振频率 f s f_s fs,其他频率会被晶体衰减。
- 等效品质因数Q值很高。
8.4 555定时器
- 555定时器:模拟+数字,中规模集成电路。
- 555定时器 应用于 信号的产生和变换,控制和检测电路。
8.4.1 结构
8.4.2 555定时器组成施密特触发器
8.4.3 555定时器组成单稳态触发器
(1)不可重复触发
(2)可重复触发
8.4.4 555定时器构成多谐振荡器
略