【正文】 I vO1 vO2 VDD VDD t t t VDD+ΔV+ － ΔV + vO2 G1 G2 vO1 vI 1 1 R C ? ? ? 48 (6) vI = ΔV vO1 =VDD vO2 =0， 電路又回到第一暫穩(wěn)態(tài)。 此狀態(tài)能否一直保持下去？ 第一暫態(tài) ※ VDD VTH vI vO1 vO2 VDD VDD t t t vO2 G1 G2 vO1 vI 1 1 R C ? ? ? 45 (3)當(dāng) vI上升至 VTH時 , 門電路 G1發(fā)生狀態(tài)翻轉(zhuǎn)， ? vO1=0 ? vO2=VDD 電容兩端電壓不能突變 vC=VTH? vI=vO2+vC=VDD+VTH ?對 CMOS門電路而言， VTH=1/2VDD, vI應(yīng)該上升到 ，但是由于保護(hù)二極管的作用， vI不能上升那么高，僅到達(dá)VDD+ΔV+ + 0 VTH ※ VDD VTH vI vO1 vO2 VDD VDD t t t VDD+ΔV+ VDD+VTH vO2 G1 G2 vO1 vI 1 1 R C ? ? ? 46 + 電容 C通過 R放電或由 vO2反向充電， vI電壓逐漸下降。 ※ vO2 G1 G2 vO1 vI 1 1 R C ? ? ? v I D 1 D 2 T P T N v O1 R C D 4 D 3 T P T N v O G 1 G 2 + V DD VC 44 工作原理 (1)t=0時刻接通電源， 假定 C未充電； vO1=VOH=VDD, 則 vI=vO2=VOL=0。 電路特點： ※ (1)電路中含有開關(guān)器件 ,如門電路、電壓比較器、BJT等 —— 用以產(chǎn)生高低電平； (2)具有反饋網(wǎng)絡(luò) —— 將輸出電壓反饋給開關(guān)器件使之改變輸出狀態(tài) —— 自動進(jìn)入振蕩狀態(tài)； (3)具有延時環(huán)節(jié) (RC充放電回路） —— 以獲得所需要的振蕩頻率。 1 vI vO 42 多諧振蕩器 一種自激振蕩電路，無需外界觸發(fā)即可產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波，沒有穩(wěn)定狀態(tài) —— 無穩(wěn)態(tài)電路。重復(fù)上述過程， 電路輸出矩形波。 vI vO vO1 vI1 R1 R2 1 1 G1 G2 37 t vI VTH VT+ t vO VT (4) vI繼續(xù) ↓，當(dāng) vI≤VT時，電路發(fā)生如下正反饋過程： vI1 ↓ ? vo1 ↑ ? vo ↓ 電路狀態(tài)很快轉(zhuǎn)換為 vo= 0V 。 設(shè)輸入為三角波 由此求得正閾值電壓 VT+ 工作原理： t vI VTH VT+ II vRRRv2121 ??VT+ VTH vI1= ???????? ???211RRVVTHTvI從 0V逐漸 ↑, 只要 vI1 VTH，即 vI VT+時， vO=0V不變。 ※ VT+ VT vI vO vI vO VT+ VT 輸入信號為上升趨勢的電壓，對應(yīng)閾值電壓 VT+ 輸入信號為下降趨勢的電壓，對應(yīng)閾值電壓 VT 電壓傳輸特性具有滯回特性： VT+ VT － △ VT= 稱為回差 電路特點： 34 門電路組成的施密特觸發(fā)器 電路組成： 圖 G G2： CMOS反相器； 設(shè)閾值電壓 Vth=VDD/2， R1R2 vI vO vO1 vI1 R1 R2 1 1 G1 G2 顯然 , G1門的輸入 vI1決定著電路的狀態(tài)。 (3) vI =1→ D=1， R=1， CP上升沿 ，觸發(fā)器輸出 1。 ※ VCC A1 A2 B Cext Rext/Cext Q 1D R C1 vI vO 74121 (1) vI =0→D=0， R=0， 觸發(fā)器清零 。 32 消除噪聲電路 (脈寬鑒別電路 ) 只要設(shè)置 tW，使之小于有用信號寬度，而大于噪聲寬度。 C ex t Rex t Rex t/ Cex t Rin t R in t G7 1 G 8 1 G 9 1 Q Q 觸發(fā)信號控制電路 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 輸出緩沖電路 ( a) 邏輯圖 輸出緩沖電路 (1)電路結(jié)構(gòu)： ※ 27 Rext/Cext,Cext,Rint 外接電阻 /電容 /內(nèi)接電阻引腳 Q NC A1 A2 B Q GND VCC NC NC NC Rext/Cext Cext Rint 74121 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 A A B觸發(fā)輸入 Q、 Q 輸出 74121功能表 H H QA1 A2 B Q L ? H L ? L H L ? ? L L H H H ? L H H H H H H L ? ? L 不可 觸發(fā) 下降沿 觸發(fā) 上升沿 觸發(fā) (2)引腳圖和功能表 ※ 28 (3)工作波形： A1A2=0 B有上升沿 B=1, A1A2=1 并 A2有下降沿 B=1, A1A2=1 并 A1有下降沿 ※ 29 外接電容接在 10， 11引腳 (Cext, Rext/Cext)之間， 如果 C有極性，正極接 10腳 (Cext) 若使用內(nèi)部電阻 (2k)，把 9引腳 (Rint)接 VCC 若使用外部電阻 (~40k)，電阻兩端分別接 11,14腳 (Rext,VCC) 輸出脈沖寬度 tw= (4)定時方式： 外接電阻 內(nèi)部電阻 ※ + － + － 30 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用 定時 —— 利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出一定寬度的脈沖控制其他電路，使之在 tW時間內(nèi)動作或不動作 用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器控制脈沖的定時通過 amp。 a G 5 amp。 G 3 amp。 不可重復(fù)觸發(fā) tW tW tW tW 可重復(fù)觸發(fā) tΔ （ 7412 7422 74LS221） （ 7412 7412 74LS122） ※ 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 26 不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74121 觸發(fā)信號控制電路 微分型單穩(wěn)觸發(fā)器 定時元件的連接： R：外接電阻或采用內(nèi)部電阻 C：外接電容 B A 1 A 2 G1 amp。 不可重復(fù)觸發(fā)型 —— 電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) (被觸發(fā)狀態(tài) )時，不受觸發(fā)輸入影響，只有返回穩(wěn)態(tài)后才可以被再次觸發(fā)。 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器： 窄脈沖觸發(fā)，容易引起誤動作； 電路中有正反饋，所以輸出的邊沿比較好。 R C 兩點說明： 為此，后面再加一級整形電路 觸發(fā)脈沖最小周期 Tmin5RC ※ vO1 vc vO 123 4 5 6 7 tW tpi tW 24 積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器： 寬脈沖觸發(fā)，觸發(fā)脈沖寬度要求 tpitW，尖峰脈沖干擾不會引起誤動作 —— 抗干擾能力較強。 R C ※ 23 (1)∵ 電路中無反饋 ∴ 電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程較慢 ?輸出波形上升沿較差， (2)電路要正常工作必須 tpi tW ?適用于寬脈沖觸發(fā)的電路。 ※ 1 23 4 5 6 7 22 THDDOTHDDOWVVCRRVVCRRtln)(00ln)(??????輸出脈沖寬度 tW取決于 電容從 vOH= 閾值電平 間。 vc↓≤ v th時 ———— → G2 封鎖 vO由 0 ?1 即使 vI正脈沖仍存在 4) 恢復(fù)過程 vI下跳變 ? G1封鎖 ,vO1由 0 ?1， vO1又經(jīng) R向 C充電，經(jīng) 3RC后， vc=1 ?穩(wěn)態(tài) vth 11 21 vI vO1 vc vO (1) 穩(wěn)態(tài) (2) 觸發(fā) (3) 電容放電 (4) 輸出翻轉(zhuǎn) (5) 輸入消失 (6) 電容充電 (7) 恢復(fù)穩(wěn)態(tài) tI 波形圖 tW vI vO G1 G2 vc vO1 amp。 R 20 vI vO G1 G2 vc vO1 1 amp。 CMOS門組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中 R、 Rd 不受此限制。 ※ tW + － 主要參數(shù)計算： 根據(jù) RC電路瞬態(tài)分析的三要素法：