数字电路与逻辑设计9-4.ppt
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双稳电路总结 在输入信号(可以是不规则)的作用下,电路输出有二个稳定的状态,二个状态的转换只有当输入电位改变后才会发生变化。在输出端得到一个脉冲输出波形。 单稳态电路总结 * * 9.1 脉冲信号与脉冲电路 9.1.1 脉冲信号 9.1.2 脉冲电路 (a) (b) (c) (d) (e) 图9-1-1 脉冲波形 9.1.1 脉冲信号 狭义地说,脉冲波形是指一种持续时间极短的电压或电流波形;广义上,凡不具有连续正弦波形状的信号,几乎都可以通称为脉冲波形。 tr tf Vm tw T 0.9Vm 0.5Vm 0.1Vm 图9-1-2 实际的矩形脉冲波形 脉冲休止期 脉宽 周期 上升时间(前沿) 下降时间(后沿) 9.1.2 脉冲电路 脉冲电路是用来产生和处理脉冲信号的电路。 脉冲电路可以用分立晶体管、场效应管作为开关和RC或RL电路构成,也可以由集成门电路或集成运算放大器和RC充、放电电路构成。 常用的有脉冲波形的产生、变换、整形等电路,如双稳态触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器、射极耦合双稳态触发器(施密特电路)及锯齿波电路。 本章要求掌握双稳态电路,单稳态电路,自激多谐振荡电路的总体构造,波形及应用。至于内部各点的工作波形,工作原理不作要求。 9.2 集成门构成的脉冲单元电路 9.2.1 施密特触发器 9.2.2 单稳态触发器 9.2.3 多谐振荡器 vI R1 1 1 G1 G2 vO vO vI R2 图9-2-1 两级CMOS反相器构成施密特触发器 9.2.1 施密特触发器(双稳态电路) 1.用两级CMOS反相器构成的施密特触发器 ≥ vO vI VT- VT+ VGS(th) 2 VGS(th) R1 R2 图9-2-2 施密特触发器 电压传输特性 ≤ vI R1 1 G1 G2 vO vO vI R2 图9-2-3 两级TTL门构成的施密特触发器 D 2.用TTL门构成的施密特触发器 图9-2-4 CMOS集成施密特触发器电路 TP2 TN1 vI TP1 TN2 TP3 vO ● TN3 VDD TP4 TN5 TP5 TN6 vO vO VDD TP6 施密特触发器 整形 (a) 缓冲输出 vI vO (b) 1 3.集成施密特触发器 图中TP4、TP5及TN4、TN5构成两个首尾相连的反相器,用来改善输出波形(整形);TP6和TN6组成输出缓冲级,以提高电路的带负载能力,同时起隔离作用。 1.6 3.4 5.0 0.3 1.2 1.6 5 10 15 VT- 3.6 7.1 10.8 2.2 4.6 6.8 5 10 15 VT+ 最大值/V 最小值/V VDD/V 参数名称 表9-2-1 CC40106阈值数值 1 0.5 1.1 0.6 1.1 0.6 VT- 2 1.4 2 1.5 2 1.5 VT+ 最大值/V 最小值/V 最大值/V 最小值/V 最大值/V 最小值/V CT54LS132/74LS132 CT5414/7414 CT5413/7413 参数 表9-2-2 TTL施密特触发器阈值数值 集成施密特触发器上、下限触发器电平典型数值: vI t O vO t O VT- VT+ 图9-2-6 用施密特触发器实现波形变换 4.施密特触发器的应用 (1) 波形变换 将输入的正弦波、三角波、锯齿波等变换成矩形波输出。 vI t O vO t O VT- VT+ 图9-2-7 用施密特触发器实现波形整形 (a) vI t O vO t O VT- VT+ (b) vI t O vO t O VT- VT+ (c) (2) 脉冲整形 当矩形脉冲经过传输后因以下原因发生畸变,可通过施密特触发器的整形获得满意的矩形脉冲波形。 图9-2-8 用施密特触发器实现脉冲鉴幅 vI t O vO t O VT- VT+ (3) 脉冲鉴幅 只有当输入脉冲信号的幅度大于施密特触发器上限触发电平时,在输出端才产生输出信号。 9.2.2 单稳态触发器 单稳态触发器具有稳态和暂态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下,能从稳态翻转为暂稳态,维持一段时间后,电路又能自动地翻转为稳态。暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数,与外界触发脉冲无关。 1.集成门构成的单稳态触发器 根据维持暂态的RC定时电路的不同接法,单稳态触发器可以分为微分型和积分型两大类。 (1) 微分型单稳态触发器 (a) G2 G1 C v2 R Ri vO1 vO2 v1 vI Ci 5100pF 图9-2-9 微分型单稳态触发器 及其工作波形
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