数字电路脉冲波形的产生与变化ppt课件.ppt

8 1单稳态触发器 8 2施密特触发器 8 3多谐振荡器 8 4555定时器及其应用 8脉冲波形的变换与产生 1 4 掌握由555定时器组成的多谐振荡器 单稳态触发器和施密特触发器的电路 工作原理及参数指标的计算 1 正确理解单稳态触发器 施密特触发器和多谐振荡器的电路组成及工作原理 2 掌握单稳态触发器 施密特触发器和多谐振荡器的逻辑功能及主要指标计算 3 掌握555定时器的工作原理 本章要求 2 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态 单稳态触发器的工作特点 在外来触发信号作用下 电路由稳态翻转到暂稳态 由于电路中RC延时环节的作用 电路的暂稳态在维持一段时间后 会自动返回到稳态 暂稳态的持续时间仅取决于RC参数值 8 1单稳态触发器 单稳态触发器被广泛用于脉冲的变换 延时和定时等场合 3 门电路组成的单稳态触发器 MSI集成单稳态触发器 不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器 用555定时器组成的单稳态触发器 按电路形式不同 单稳态触发器的分类 按工作特点分类 4 8 2 1门电路组成的微分型单稳态触发器 1 电路结构 CMOS或非门和非门构成的微分型单稳态触发器 5 电路处于一种稳态 0 0 1 1 设定CMOS反相器的阈值电压 2 工作原理 6 2 外加触发信号 电路进入暂稳态 0 t 0 t t t 0 VDD t1 0 vI vI2 vO1 vO VDD 0 1 0 1 7 3 电容充电 电路由暂稳态自动返回到稳态 0 t 0 t t t 0 VDD t1 0 vI vI2 vO1 vO Vth t2 电容充电 VDD Vth 8 tw 0 7RC 1 输出脉冲宽度tw 3 主要参数的计算 vC 0 0 vC VDD RC vC t Vth VDD 2 9 2 恢复时间tre tre3 5 3 最高工作频率fmax 10 CMOS与非门构成的微分型单稳态触发器 稳态为1 11 4 讨论 1 在暂稳态结束瞬间 门G2的输入电压 R达到VDD Vth 可能损坏G2门 怎么办 2 用TTL门电阻R的取值可以是任意的吗 3 当输入脉冲宽度大于输出脉冲宽度时 则在vO变为低电平后 G1没有响应 不能形成正反馈 使得vO输出沿变缓 怎么办 12 8 1 2集成单稳态触发器 不可重复触发 可重复触发 被重复触发 13 不可重复触发的集成单稳态触发器74121 触发信号控制电路 微分型单稳态触发器 输出缓冲电路 14 74121功能表 74121引脚图 15 74121引脚图 使用内部电阻的电路连接 使用外部电阻的电路连接 输出脉冲宽度 tw 0 7RC 16 8 1 3单稳态触发器的应用 1 定时 该电路可用于频率计 17 2 延时 18 3 组成噪声消除电路 单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度而小于信号脉宽 才可消除噪声 如用 I作为计数器触发脉冲 干扰信号会造成计数错误 vO 19 8 2施密特触发器 施密特触发器属于电平触发器件 当输入信号达到某一定电压值时 输出电压会发生突变 电路有两个阈值电压 输入信号增加和减少时 电路的阈值电压分别是正向阈值电压 VT 和负向阈值电压 VT 同相输出施密特触发器 反相输出施密特触发器 施密特触发器的工作特点 20 1 电路组成 2 工作原理 8 2 1用CMOS门电路组成的施密特触发器 21 1 I上升 I1也上升 vI 0V vI1 0V vO 0V 正向阈值电压 VT I在增加过程中 使输出电压产生跳变时所对应的 I的值 2 当 I1 VTH vO VOH 22 3 I继续上升 I1 VTH 电路维持vO VOH不变 4 I下降 I1也下降 只要 I1 VTH 则保持vO VOH 5 当 I1 VTH vO VOL 负向阈值电压 VT I在减小过程中 使输出电压产生跳变时所对应的 I的值 回差电压 23 24 8 2 2集成施密特触发器 25 8 2 3施密特触发器的应用 1 波形变换 26 2 波形的整形 27 o I 3 幅度鉴别 28 多谐振荡器在接通电源后 就能产生一定频率和一定幅值的矩形波的自激振荡器 开关器件 产生高 低电平 反馈延迟环节 RC电路 利用RC电路的充放电特性实现延时 输出电压经延时后 反馈到开关器件输入端 改变电路的输出状态 以获得所脉冲波形输出 8 3多谐振荡器 29 8 3 1由CMOS门电路组成的多谐振荡器 1 电路组成 vo 0 vo1 1时 电容充电 vI增加 vo 1 vo1 0时 电容放电 vI下降 vo1与vo反相 电容接在vo与vI之间 30 2 工作原理 假定 1 第一暂稳态 vo 0 vc 0 电路自动翻转到第二暂稳态 电容充电 当vI vTH 迅速使vo1 0 vo 1 0 t vI 0 t vO VDD VTH VDD V t1 31 2 第二暂稳态 vo 1 vc VTH 电容放电 当vI vTH 电路自动返回第一暂稳态 迅速使vo1 1 vo 0 t1 t2 V vI 32 由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期T取决于R C电路和VTH 频率稳定性较差 3 振荡周期的计算 T1 vI 0 0 vI VDD RC VTH VDD 2 vI 0 VDD vI 0 RC VTH VDD 2 T2 33 用施密特触发器构成多谐振荡器 34 8 4555定时器及其应用 8 4 1555定时器 8 4 2用555定时器组成施密特触发器 8 4 3用555定时器组成单稳态触发器 8 4 4用555定时器组成多谐振荡器 35 8 4555定时器及其应用 电阻分压器 电压比较器 基本SR锁存器 输出缓冲反相器 放电三极管 1 电路结构 8 4 1555定时器 36 1 电路结构 1 GND接地端 3 vo输出端 5 vIC控制电压端 6 vI1阈值输入端 7 v o放电端 8 VCC电源端 37 2 工作原理 不变 不变 导通 0 截止 1 导通 0 0 放电管T 输出 vO 复位 RD 触发输入 vI2 阈值输入 vI1 输出 输入 38 8 4 2用555定时器组成施密特触发器 39 工作原理 40 8 4 3用555定时器组成单稳态触发器 41 1 0 放电 1 0 1 1 1 0 充电 0 电路处于稳态 输出为0 42 触发信号消除后 电路转换到暂态 输出为1 0 1 1 0 1 充电 0 0 1 0 电容充电电路自动转换到稳态输出为0 43 tw RC1n3 1 1RC 工作波形及输出脉宽的计算 vC 0 0 vC VCC RC vC t 2VCC 3 44 8 4 4用555定时器组成多谐振荡器 1 电路第一暂态 输出为1 2 电路第二暂稳态 电容充电 电路转换到第二暂态 输出为0 电容放电 电路转换到第一暂态 45 工作波形与振荡频率计算 tPL R2C1n2 0 7R2C tpH R1 R2 C1n2 0 7