用门电路构成的施密特触发器幻灯片.ppt

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1、用门电路构成的施密特触发器第1页，共17页，编辑于2022年，星期一复习复习触发器有什么特点？请画出与非门实现的基本RS触发器的电路图。请列出基本RS触发器的功能表。什么叫现态？次态？基本RS触发器的触发方式？2023/4/132第2页，共17页，编辑于2022年，星期一第第5 5章章 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换 脉冲信号：指突然变化的电压或电流。脉冲电路的研究重点：波形分析。数字电路的研究重点：逻辑功能。获得脉冲波形的方法主要有两种：1利用脉冲振荡电路产生；2是通过整形电路对已有的波形进行整形、变换，使之符合系统的要求。2023/4/133第3页，共17页，编辑于2022年，星

2、期一以下主要讨论几种常用脉冲波形的产生与变换电路：（功能、特点及其主要应用简介）1.施密特触发器：主要用以将非矩形脉冲变换成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脉冲；2.单稳态触发器：主要用以将脉冲宽度不符合要求的脉冲变换成脉冲宽度符合要求的矩形脉冲；3.多谐振荡器：产生矩形脉冲；4.555定时器。2023/4/134第4页，共17页，编辑于2022年，星期一主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿陡峭的矩形波。特点：电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平触发。电压传输特性特殊，电路有两个转换电平（上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT）。状态翻转时有

3、正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。5.1 5.1 施密特触发器施密特触发器2023/4/135第5页，共17页，编辑于2022年，星期一5.1.15.1.1用门电路构成的施密特触发器用门电路构成的施密特触发器 1.电路组成 两个CMOS反相器，两个分压电阻。用集成门电路构成的施密特触发器（a）电路 （b）逻辑符号2023/4/136第6页，共17页，编辑于2022年，星期一2.工作原理 （1）工作过程 设CMOS反相器的阈值电压UTH=VDD/2，输入信号uI为三角波。2023/4/137第7页，共17页，编辑于2022年，星期一当uI=0V时，G1截止、G2导通，输出为UOL，即uO=

4、0V。只要满足uI1UTH，电路就会处于这种状态（第一稳态）。当uI上升，使得uI1=UTH时，电路会产生如下正反馈过程：2023/4/138第8页，共17页，编辑于2022年，星期一电路会迅速转换为G1导通、G2截止，输出为UOH，即uO=VDD的状态（第二稳态）。此时的uI值称为施密特触发器的上限触发转换电平UT+。显然，uI继续上升，电路的状态不会改变。2023/4/139第9页，共17页，编辑于2022年，星期一如果uI下降，uI1也会下降。当uI1下降到UTH时，电路又会产生以下的正反馈过程：电路会迅速转换为G1截止、G2导通、输出为UOL的第一稳态。此时的uI值称为施密特触发器的下

5、限触发转换电平UT。uI再下降，电路将保持状态不变。2023/4/1310第10页，共17页，编辑于2022年，星期一（2）工作波形与电压传输特性 施密特触发器将三角波uI变换成矩形波uO。施密特触发器的工作波形及电压传输特性（a）工作波形 （b）电压传输特性3.重要参数 上限触发转换电平UT+下限触发转换电平UT 回差回差UT=UT+UT（通常（通常UT+UT）改变改变R1和和R2的大小可以改变回差的大小可以改变回差UT 2023/4/1311第11页，共17页，编辑于2022年，星期一集成施密特触发器的UT+和UT的具体数值可从集成电路手册中查到。如CT74132的UT+1.7 V、UT0

6、.9 V，所以，UTUT+UT1.7 V0.9 V0.8 V。5.1.25.1.2 集成施密特触发器及其应用集成施密特触发器及其应用 1.施密特反相器TTL的74LS14和CMOS的CC40106均为六施密特触发的反相器。下面以CC40106为例说明其功能。2023/4/1312第12页，共17页，编辑于2022年，星期一施密特触发反相器(a)原理框图 (b)电压传输特性 (c)逻辑符号 为了提高电路的性能，电路在施密特触发器的为了提高电路的性能，电路在施密特触发器的基础上，增加了整形级和输出级。基础上，增加了整形级和输出级。整形级可以使输出波形的边沿更加陡峭，整形级可以使输出波形的边沿更加陡

7、峭，输出级可以提高电路的负载能力。输出级可以提高电路的负载能力。2023/4/1313第13页，共17页，编辑于2022年，星期一2.施密特触发与非门电路 为了对输入波形进行整形，许多集成门电路采用了施密特触发形式。比如CMOS的CC4093和TTL的74LS13就是施密特触发的与非门电路。施密特触发与非门的逻辑符号2023/4/1314第14页，共17页，编辑于2022年，星期一1.波形变换 将变化缓慢的波形变换成矩形波（如将三角波或正弦波变换成同周期的矩形波）。波形变换 施密特触发器的应用施密特触发器的应用2023/4/1315第15页，共17页，编辑于2022年，星期一2.脉冲整形 在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，或者边沿产生振荡等。通过施密特触发器整形，可以获得比较理想的矩形脉冲波形。脉冲整形 波形波形畸变畸变边沿边沿振荡振荡2023/4/1316第16页，共17页，编辑于2022年，星期一3脉冲鉴幅 将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发器的输入端，只有那些幅度大于UT+的脉冲才会在输出端产生输出信号。可见，施密特触发器具有脉冲鉴幅能力。脉冲鉴幅 2023/4/1317第17页，共17页，编辑于2022年，星期一