单稳态触发器和施密特触发器实验doc

1、. 数字电路实验十七 单稳态触发器与施密特触发器一、实验目的1. 掌握门电路组成单稳态触发器的方法。2. 熟悉数字单稳态触发器的逻辑功能及其使用方法。3. 熟悉数字集成施密特触发器的性能及其功能。二、实验原理1. 单稳态触发器具有以下特点：电路只有一个稳态、一个暂稳态。在外来触发信号的作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到原态。暂稳态的持续时间取决于RC电路的参数值。由于单稳态触发器具有以上这些特点，它被广泛的应用于脉冲波形的变换与延时中。单稳态电路有微分型与积分型两大类，这两类触发器对触发脉冲的极性与宽度

2、有不同的要求。 （1）微分型单稳态触发器它的两个逻辑门是由RC耦合的，而RC电路为微分电路的形式，故称为微分型单稳态触发器。它可由与非门或或非门电路构成，这里我们只看由与非门组成的情况，电路图如下所示：图17-1 微分型单稳态触发器该电路是负脉冲触发。其中，Rp、Cp构成输入端微分直流电路。R、C构成微分型定时电路，定时元件R、C的取值不同，输出脉宽tw也不同，tw（0.71.3）RC。与非门，G3起整形、倒相的作用。下面图17-2为微分型单稳态触发器各点的波形图，一般说来，单稳态触发器有以下几种状态：没有触发信号（tt1）时，电路处于初始稳态。外加触发信号（t=t1时刻），电路由稳态翻转到暂

3、稳态。持续暂稳态一段时间， t1tt2。当t=t2时，电路由暂稳态自动翻转。恢复过程（t2tt3后，如果Vi再出现负跳变，则电路将重复上述过程。如果脉冲宽度较小时，则输入端可省去Rp、Cp微分电路了。图17-2 微分型单稳态触发器各点波形图 (2) 积分型单稳态触发器如下图所示：图17-3 积分型单稳态触发器电路采用正脉冲触发，触发脉冲宽度大于输出脉冲宽度的情况，其工作波形如图17-4所示。电路的稳定条件是R1K，输出脉冲宽度为tw1.1RC。图17-4 积分型单稳态触发器各点波形图2. 施密特触发器施密特触发器具有以下特点： 施密特触发器属于电平触发，对于缓慢变化的信号仍然适用，当输入信号达

4、到某一定的电压值时，输出电压会发生突变。输入信号增加和减少时，电路会有不同的阀值电压，它具有图17-5的传输特性。图17-5 施密特触发器的传输特性有两种典型的施密特触发器电路，如下所示：图17-6（a） 由二极管产生回差的电路图17-6（b） 由电阻产生回差的电路这里我们分析一下图17-6（a）所示由二极管产生回差的电路，门G1、G2是基本RS触发器，门G3是反相器，二极管起电压平移作用，以产生回差，其基本工作情况为：设Vi=0，G3截止，R=1，S=0，Q=1，电路处于原态。Vi由0V上升到电路的接通电位VT时，G3导通，R=0，S=1，触发器翻转为Q=0。此后，Vi继续上升，而后下降至V

5、T时，电路状态不变。当Vi继续下降到小于VT时，G3由导通变为截止，而为高电平，因而R=1，S=1，触发器状态仍保持。只有Vi继续下降到使时，电路才翻回到Q=1的原态。电路的回差为。 3. 集成双单稳态触发器CC14528(CC4098)(1) CC14528的逻辑符号与功能表为：图17-7 CC14528的逻辑符号与功能表该单稳态触发器的时间周期约为。所有的输出级都有缓冲级，以提供较大的驱动电流。（2）应用实例a. 实现脉冲延时，如下图所示：图17-8 脉冲延时b. 实现多谐振荡，如下图所示：图17-9 多谐振荡4. 集成施密特触发器CC40106其引脚功能为：图17-10 CC40106的

6、引脚功能图它可用于波形的整形，也可用作反向器或构成单稳态触发器和多谐振荡器。a. 将正弦波转换为方波，如下图所示：图17-11 正弦波转换为方波的波形图与示意图b. 构成多谐振荡器，如下图所示：图17-12 多谐振荡器c. 构成单稳态触发器，如下图所示：图17-13 单稳态触发器其中，(a)为下降沿触发；(b)为上升沿触发。三、实验设备与器材 1、数字逻辑电路实验箱。 2、数字逻辑电路实验形扩展板。3、数字万用表，双踪示波器，脉冲源。4、芯片CC4011、CC45128、CC40106、二极管IN4148。5、电阻，电容，电位器若干。四、实验内容及实验步骤（使用实验箱中的硬件资源在扩展板上搭建

7、电路实现如下内容）1. 按图17-1连线，输入1KHz的连续脉冲，用双踪示波器观测Vi、VP、VA、VB、VD及Vo的波形，记录之。2. 改变C或R的值，重复实验1的内容。3. 按图17-3连线，重复实验1的内容。4. 按图17-6（a）连线，令Vi由0V到5V变化，测量V1、V2的值。5. 按图17-8连线，输入1KHz的连续脉冲，用双踪示波器观测输入、输出波形，测定T1与T2。6. 按图17-9连线，用示波器观测输出波形，测定振荡频率。7. 按图17-12连线，用示波器观测输出波形，测定振荡频率。8. 按图17-11连线，构成整形电路，被整形信号可由音频信号源提供（可以由实验箱信号源部分的正弦波来模拟），图中串联的2K电阻起限流保护作用。将正弦信号频率置1KHz，调节信号电压由低到高观测输出波形的变化。记录输入信号为0V、0.25V、0.5V、1.0V、1.5V、2.0V时的输出波形，并记录之。9. 分别按图17-13 (a)、(b) 连线，进行实验，观察实验现象。五、实验预习要求1. 复习有关单稳态触发器与施密特触发器的内容。2