用集成门电路构成的单稳态触发器幻灯片.ppt

用集成门电路构成的单稳态触发器第1页，共19页，编辑于2022年，星期一复习复习脉冲电路的研究重点与数字电路有何不同？常用脉冲波形的产生与变换电路有哪些？周期性矩形波的主要参数？施密特触发器的特点和主要应用？2023/1/122第2页，共19页，编辑于2022年，星期一工作特点：第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；第二，在外加脉冲作用下，触发器能从稳态翻转到暂稳态；第三，在暂稳态维持一段时间后，将自动返回稳态，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与外加触发信号无关。例：楼道的路灯。6.3 6.3 单稳态触发器单稳态触发器 2023/1/123第3页，共19页，编辑于2022年，星期一6.3.1 6.3.1 用集成门电路构成的单稳态触发器用集成门电路构成的单稳态触发器 1.电路组成及工作原理 暂稳态是靠RC电路的充放电过程来维持的。由于图示电路的RC电路接成微分电路形式，故该电路又称为微分型单稳态触发器。图6-14 集成门电路构成的单稳态触发器 第4页，共19页，编辑于2022年，星期一（1）输入信号uI为0时，电路处于稳态。uI2=VDD，uO=UOL=0，uO1UOH=VDD。（2）外加触发信号，电路翻转到暂稳态。当uI产生正跳变时，uO1产生负跳变，经过电容C耦合，使uI2产生负跳变，G2输出uO产生正跳变；uO的正跳变反馈到G1输入端，从而导致如下正反馈过程：2023/1/125第5页，共19页，编辑于2022年，星期一使电路迅速变为G1导通、G2截止的状态，此时，电路处于uO1=UOL、uO=uO2=UOH的状态。然而这一状态是不能长久保持的，故称为暂稳态。2023/1/126第6页，共19页，编辑于2022年，星期一（3）电容C充电，电路由暂稳态自动返回稳态。在暂稳态期间，VDD经R对C充电，使uI2上升。当uI2上升达到G2的UTH时，电路会发生如下正反馈过程：2023/1/127第7页，共19页，编辑于2022年，星期一使电路迅速由暂稳态返回稳态，uO1=UOH、uO=uO2=UOL。从暂稳态自动返回稳态之后，电容C将通过电阻R放电，使电容上的电压恢复到稳态时的初始值。2023/1/128第8页，共19页，编辑于2022年，星期一图6-15 单稳态触发器工作波形 2023/1/129第9页，共19页，编辑于2022年，星期一2.主要参数 （1）输出脉冲宽度tw 输出脉冲宽度tw，就是暂稳态的维持时间。根据uI2的波形可以计算出：tw 0.7RC （2）恢复时间tre 暂稳态结束后，电路需要一段时间恢复到初始状态。一般，恢复时间tre为（35）放电时间常数（通常放电时间常数远小于RC）。2023/1/1210第10页，共19页，编辑于2022年，星期一设触发信号的时间间隔为T，为了使单稳态触发器能够正常工作，应当满足Ttw+tre的条件，即Tmin=tw+tre。因此，单稳态触发器的最高工作频率为 fmax=1/Tmin=1/（tw+tre）在使用微分型单稳态触发器时，输入触发脉冲uI的宽度tw1应小于输出脉冲的宽度tw，即tw1tw，否则电路不能正常工作。如出现tw1tw的情况时，可在触发信号源uI和G1输入端之间接入一个RC微分电路。3.对输入触发脉冲宽度的要求对输入触发脉冲宽度的要求 （3）最高工作频率fmax（或最小工作周期Tmin）2023/1/1211第11页，共19页，编辑于2022年，星期一6.3.26.3.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器 用集成门电路构成的单稳态触发器虽然电路简单，但输出脉冲宽度的稳定性较差，调节范围小，而且触发方式单一。因此实际应用中常采用集成单稳态触发器。1.输入脉冲触发方式 上升沿触发下降沿触发 2023/1/1212第12页，共19页，编辑于2022年，星期一2.不可重复触发型与可重复触发型 图图（a）为为不不可可重重复复型型触发单稳态触发器触发单稳态触发器该该电电路路在在触触发发进进入入暂暂稳稳态态期期间间如如再再次次受受到到触触发发，对对原原暂暂稳稳态态时时间间没没有有影影响响，输输出出脉脉冲冲宽宽度度tw仍仍从从第第一一次触发开始计算。次触发开始计算。图图（b）为为可可重重复复触触发型单稳态触发器发型单稳态触发器 该该电电路路在在触触发发进进入入暂暂稳稳态态期期间间如如再再次次被被触触发发，则则输输出出脉脉冲冲宽宽度度可可在在此此前前暂暂稳稳态态时时间间的的基基础础上上再再展展宽宽tw。因因此此，采采用用可可重重复复触触发发单单稳稳态态触触发发器器时时能能比比较较方方便地得到持续时间更长的输出脉冲宽度。便地得到持续时间更长的输出脉冲宽度。2023/1/1213第13页，共19页，编辑于2022年，星期一3.TTL集成单稳态触发器电路74121的功能及其应用74121是一种不可重复触发的单稳态触发器，它既可采用上升沿触发，又可采用下降沿触发，其内部还设有定时电阻Rint(约为2k)。表6-1 74121电路的功能表 图6-16 74121的电路符号 触发输入端 输出端 外接定时元件引脚 内部电阻引脚 2023/1/1214第14页，共19页，编辑于2022年，星期一功能：（1）触发方式：2023/1/1215第15页，共19页，编辑于2022年，星期一图6-17 74121应用电路（2）定时元件接法：输出脉冲uO的宽度：tw 0.7RCext外接电容Cext一般取值范围为10 pF10F，在要求不高的情况下最大值可达1000F。图图(a)：外接电阻：外接电阻R=Rext（1.440k）。）。图图(b)：用内部电阻：用内部电阻RRint(约为约为2k)。2023/1/1216第16页，共19页，编辑于2022年，星期一6.3.36.3.3单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用 1.脉冲延时单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。图6-18单稳电路的延时作用 如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳电路来实现。uO的下降沿比的下降沿比uI的下降沿延迟了的下降沿延迟了tw的时间。的时间。2023/1/1217第17页，共19页，编辑于2022年，星期一2.脉冲定时 单稳态触发器能够产生一定宽度tw的矩形脉冲，利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在tw时间内动作(或者不动作)。图6-19脉冲定时2023/1/1218第18页，共19页，编辑于2022年，星期一作业题作业题6-32023/1/1219第19页，共19页，编辑于2022年，星期一