《微电子技术及应用》PPT课件.ppt

微电子技术及应用微电子技术及应用王德明王德明1三三.D触发器的应用设计触发器的应用设计lD D触发器触发器触发器触发器输出端输出端Q Q的状态仅由时钟信号的状态仅由时钟信号CPCP的上升沿到来时的上升沿到来时的的D D状态决定，为同步触发器。状态决定，为同步触发器。D D触发器用途非常广泛。触发器用途非常广泛。2l1.1.多功能振荡器多功能振荡器多功能振荡器多功能振荡器3多功能振荡器的波形多功能振荡器的波形4 D1、D3和和CP端的作用端的作用当当CPCP端的时钟信号为端的时钟信号为“0”0”电平时，电平时，R R、S S端端 均被均被箝位在箝位在 左右，输出端左右，输出端Q Q 维持原状，振荡器停振。维持原状，振荡器停振。当当CPCP端的时钟信号上升为端的时钟信号上升为“1”1”电平时，电平时，D1D1、D3D3反偏，输出端反偏，输出端Q Q的电位由的电位由D D端状态决定。且形成振端状态决定。且形成振荡。荡。5D端信号的作用端信号的作用当当D D端电平为端电平为“1”1”时，时钟脉冲的上升沿使时，时钟脉冲的上升沿使Q Q端端的第一个脉冲为的第一个脉冲为“1”1”电平。电平。当当D D端电平为端电平为“0”0”时，时钟脉冲的上升沿使时，时钟脉冲的上升沿使Q Q端端的第一个脉冲为的第一个脉冲为“0”0”电平。电平。如此，如此，D D端的电平可控制起振时振荡波形的初始端的电平可控制起振时振荡波形的初始状态，即控制了输出信号的相位。如图所示。状态，即控制了输出信号的相位。如图所示。6CP的起的起/停控制和停控制和D端的相位控制端的相位控制7占空比占空比占空比由占空比由R1C1R1C1和和R2C2R2C2决定，决定，R1C1R1C1决定决定Q Q的的“0”0”电平时间，电平时间，R2C2R2C2决定决定Q Q的的“1”1”电平时间。电平时间。所以，占空比所以，占空比82.由由D触发器组成的单稳态电路及其应用触发器组成的单稳态电路及其应用l l电路原理电路原理l l因因D D端常接端常接“1”1”电平，故当时电平，故当时钟脉冲上升沿出现时，钟脉冲上升沿出现时，Q Q端从端从“0”1”0”1”，Q Q 反相端从反相端从“1”0”1”0”，经倒相器倒相，经倒相器倒相后输出后输出“1”1”电平。电平。l l此此“1”1”电平对电容电平对电容C C充电，至充电，至R R端的端的V VTRTR时，时，D D触发器翻转。触发器翻转。Q Q端输出端输出“0”0”。l l这时，这时，C C开始放电，即暂稳态开始放电，即暂稳态结束。暂态时间由结束。暂态时间由R1C1R1C1决定。决定。9单稳态电路波形单稳态电路波形10应用应用1自激振荡消除电路自激振荡消除电路实际电路中常常因为各种各样的原因，会造成自实际电路中常常因为各种各样的原因，会造成自激现象。激现象。由一级单稳态电路和一级双稳态电路（计数触发由一级单稳态电路和一级双稳态电路（计数触发器）组成的自激振荡消除电路，如图所示。器）组成的自激振荡消除电路，如图所示。用一片用一片CD4013CD4013双双D D触发器即可实现。触发器即可实现。11自激振荡消除电路自激振荡消除电路12自激振荡消除电路波形自激振荡消除电路波形13应用应用2v双双D D触发器组成的触发器组成的VCOVCO（压控振荡器）压控振荡器）14此振荡器由此振荡器由VcVc和和R R1 1C C1 1电路来控制时钟信号电路来控制时钟信号CPCP的上的上升，从而控制升，从而控制D D触发器触发器QaQa从从“0”0”到到“1”1”的翻转。的翻转。QaQa的再次翻转取决于的再次翻转取决于C2C2的放电。而的放电。而QbQb的接法决定的接法决定了在每一个时钟脉冲上升沿时翻转一次。了在每一个时钟脉冲上升沿时翻转一次。15双双D触发器触发器VCO的波形的波形16四四.D锁存触发器的应用设计锁存触发器的应用设计v判别第一的鉴别器（抢答器）判别第一的鉴别器（抢答器）lCD4042CD4042是一片是一片四四D D锁存触发器锁存触发器。l内部有四个内部有四个D D触发器组成，但不是相互独立的。触发器组成，但不是相互独立的。芯片符号图如图所示。芯片符号图如图所示。17CD4042符号图符号图184D锁存抢答器电路锁存抢答器电路19输入输入输出输出P PCPCPQ QL LL LD DH HH HD DP PCPCPQ QL L前沿前沿锁存锁存H H后沿后沿锁存锁存锁存器功能表锁存器功能表20五五.单稳态单稳态 IC的应用设计的应用设计l符号符号214098功能表功能表221.高高/低通滤波器低通滤波器23高高/低通滤波器波形低通滤波器波形242.脉冲的定时输出电路脉冲的定时输出电路25脉冲定时输出波形脉冲定时输出波形263.二倍频器二倍频器由一个异或门和一个由一个异或门和一个可重复触发可重复触发的的 单稳态触发器单稳态触发器组成。组成。输入信号的上升沿和下降沿都会触发输入信号的上升沿和下降沿都会触发 单稳态电路，使其输出一个暂态脉冲。单稳态电路，使其输出一个暂态脉冲。因此，输出信号频率为输入的两倍。因此，输出信号频率为输入的两倍。即二倍频。即二倍频。27二倍频器电路二倍频器电路284.脉冲延迟电路脉冲延迟电路由两级单稳态电路组成，输入信号触发第一级单由两级单稳态电路组成，输入信号触发第一级单稳态，然后用输出下降沿触发第二级电路，输出稳态，然后用输出下降沿触发第二级电路，输出信号的上升沿比信号的上升沿比ViVi的上升沿延迟了的上升沿延迟了tdtd。29脉冲延迟电路波形脉冲延迟电路波形305.单稳态电路组成的振荡器单稳态电路组成的振荡器31单稳态电路振荡器的波形单稳态电路振荡器的波形32振荡周期振荡周期 T=T1+T233