【正文】 R VTH=VDD/2 THDDDDVVVRC??? 0lnRCRC ??17 (2)恢復(fù)時(shí)間 tre 0 tre 一般認(rèn)為經(jīng)過(guò) (3~5)RC時(shí)間，電容已經(jīng)放電完畢，即： (3)最大工作頻率： reWM A X ttTf ???11 則，觸發(fā)脈沖的間隔 (周期 )最小不能小于 tw+tre， 即： Tmintw+tre VDD+VTH vR vO VTH VDD+Δ+ tW ※ tre=(3~5)RC 18 討論： ≥1 ≥1 vO1 vO G2 G1 vI VDD vI2 R C (1)為保證觸發(fā)脈沖為窄脈沖，輸入端加 RC微分電路 Cd vI vd Rd (2)為避免在瞬態(tài)結(jié)束瞬間 vI2上跳變時(shí)損壞 CMOS門，在器件內(nèi)部有二極管保護(hù)電路。 16 (1)輸出脈沖寬度 tW )()()0()(lntvvvvRCtRRRR????? ?VDD+VTH vI2 vO VTH VDD+Δ+ ≥1 ≥1 vO1 vO G2 G1 vI VDD vI2 0 tW tW= —— 只取決于電路參數(shù)，與輸入脈沖寬度無(wú)關(guān)。 0 1 0 ※ 此狀態(tài)能否一直保持下去？ + － 13 vI vO1 vI2 vO ≥1 ≥1 vO1 vO G2 G1 vI VDD vI2 (3) VDD經(jīng) R向電容 C充電，vI2逐漸升高； 0 VTH (4)當(dāng) vI2↑≥閾值電壓 Vth時(shí)，電路狀態(tài)將發(fā)生突變： ※ + － 14 vI vO1 vI2 vO ≥1 ≥1 vO1 vO G2 G1 vI VDD vI2 VDD+VTH VDD+Δ+ ?vO由 1變 0?vO=1(注意： ∵此時(shí) vI的正脈沖已撤消 ) 電容電壓不能突變 vC=Vth ? vI2上升到 VDD+Vth ?如果 G2是 CMOS門，由于保護(hù)二極管的作用 vI2只能上升到 VDD+Δ+ VTH ※ Vth 0 0 0 1 暫態(tài)過(guò)程結(jié)束 + － 15 ≥1 ≥1 vO1 vO G2 G1 vI VDD vI2 VTH + － VDD+Δ+ VDD+VTH vI vO1 vI2 vO (5) 恢復(fù)過(guò)程 : 電路返回穩(wěn)態(tài) : vI=0 vO1=1 vO=0 vI2= VDD 電容放電， vC恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)值 。 vO1 vO G2 G1 vI R C ? ? ? 與基本 SR鎖存器有何不同？ 輸入為窄脈沖，輸出為寬脈沖 11 vI vO1 vI2 vO (1) vI未加單正脈沖 vI =0 穩(wěn)態(tài)時(shí) C開(kāi)路 vI2=1 → vO=0 0V 0 1 0 1 或非門組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理 ※ 電容兩端電壓相等， vC=0V 電路處于穩(wěn)態(tài) ≥1 ≥1 vO1 vO G2 G1 vI VDD vI2 R C + － →vO1=VDD ? 12 vI vO1 vI2 vO ≥1 ≥1 vO1 vO G2 G1 vI VDD vI2 (2) vI加觸發(fā)單正脈沖 , 電路進(jìn)入 暫穩(wěn)態(tài) 。 與基本 SR觸發(fā)器區(qū)別！ 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)： 注意 : —— 后者為雙穩(wěn)態(tài)電路 ※ 10 用 CMOS門電路組成的 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 兩個(gè)與非門 (或非門 )+RC微分電路構(gòu)成 電路組成： 注意與 P389 圖 ：輸入端未加微分電路 ≥1 ≥1 vO1 vO G2 G1 vI VDD R C vI2 vI2 與作業(yè) ※ amp。 9 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1) 電路有一個(gè)穩(wěn)態(tài)、一個(gè)暫穩(wěn)態(tài) 。 (2)微分電路： (3)積分電路： C R vI vd vc － + ※ 電容上的電壓不能突變。 ※ 關(guān)門電阻 開(kāi)門電阻 ※ 而對(duì)于 CMOS門電路而言： (1)輸入端不許懸空； (2)輸入端經(jīng)電阻接電源時(shí)，與接邏輯高電平等效； (3)輸入端經(jīng)電阻接地時(shí)，與接邏輯低電平等效。 R vI vO 輸入端懸空，相當(dāng)于接邏輯高電平； 輸入端經(jīng)電阻接電源電壓，相當(dāng)于接邏輯高電平； 輸入端經(jīng)電阻接地，輸入端的電平與電阻阻值大小有關(guān)。 ※ 同樣， CMOS反相器也有 門坎電平 或（閾值電壓 )： VTH 5 TTL與非門的輸出等效電路： amp。 關(guān)門電平 VOFF： 使 與非門關(guān)閉 的 輸入 低電平的最大值 。為分析方便，將其理想化處理，引入 門坎電平（或閾值電平） 的概念，記為 VTH。1 8 脈沖波形的變換與產(chǎn)生 基本要求 理解 555定時(shí)器的工作原理， 掌握 其應(yīng)用。 ※ 了解 門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器的電路組成， 理解 其工作原理和應(yīng)用； 2 概 述 單元電路類型 : (1)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 —— 定時(shí)、延時(shí)，消除噪聲 (2)施密特觸發(fā)器 —— 濾波整形，波形變換 (3)多諧振蕩器 —— 產(chǎn)生矩形波，時(shí)鐘脈沖波 (4)555定時(shí)器 —— 多用途器件 電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： (1)含有開(kāi)關(guān)元件 —— 各種門電路 —— 產(chǎn)生高低電平 (2)含有儲(chǔ)能元件 —— 阻容延時(shí)元件等 電路工作特點(diǎn)： 開(kāi)關(guān)元件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換導(dǎo)致電路的過(guò)渡過(guò)程 分析方法 : 波形圖分析法 ※ 3 門坎電平（閾值電壓 )： VTH TTL與非門 一般而言， 開(kāi)門電平 (VON)和 關(guān)門電平 (VOFF)不相等。 TTL與非門或反相器的電壓傳輸特性為： TTL與非門的 VTH=； 預(yù)備知識(shí)： 開(kāi)門電平 VON： 使 與非門開(kāi)通 的 輸入 高電平的最小值 。 輸出高電平（邏輯 1） —— 與非門關(guān)閉 輸出低電平（邏輯 0） —— 與非門開(kāi)通 4 VDD C D A B 1/2VDD 1/2VDD VDD O vO vI VGS(th)P VGS(th)P CMOS反相器 CMOS反相器的 VTH= VDD /2。 輸出為高電平 （與非門關(guān)閉） 時(shí)： Ro 100? vOH 輸出為低電平 （與非門開(kāi)通） 時(shí)： vOL 輸出 電阻 6 TTL與非門的 關(guān)門電阻 和 開(kāi)門電阻 : amp。 R vI ROFF RON 輸出高電平 —— 與非門關(guān)閉 輸出低電平 —— 與非門開(kāi)通 7 ROFF= Ω RON=2. 5k Ω RROFF與非門關(guān)閉， 輸出高電平； RRON與非門開(kāi)通， 輸出低電平。 74LS系列： RON=9kΩ 8 電容的儲(chǔ)能作用： (1)電容具有儲(chǔ)能作用，當(dāng)兩端電壓增大時(shí)，儲(chǔ)存電場(chǎng)能；當(dāng)兩端電壓減小時(shí)，釋放電場(chǎng)能。 換路定律： vC(0+)=vC(0) C R vI vc + － ? 穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容相當(dāng)于開(kāi)路。 2) 在外加觸發(fā)信號(hào)的作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)； 3) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，電路將自動(dòng)由暫穩(wěn)態(tài)返回到穩(wěn)態(tài)； 4)暫態(tài)的持續(xù)時(shí)間只取決于電路參數(shù)，而與所加觸發(fā)信號(hào)的寬度無(wú)關(guān)。 amp。 ?vO1=0，電容電壓不能突變 ?vI2下跳變 ? vO=1 vC vO=1 ?vO1=0?vO=1 形成正反饋，即使 vI正脈沖消失， 輸出仍能維持 —— 自鎖。 等待下一次觸發(fā) ※ 特點(diǎn) : 輸入窄脈沖， 輸出寬脈沖。調(diào)節(jié) R或C， 可改變 tW寬度。 (3)與非門組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是負(fù)窄脈沖觸發(fā)，輸出負(fù)寬脈沖！ (4)若用 TTL與非門組成微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，考慮到輸入電流，則應(yīng) R ＜ Roff，而 Rd ＞ Ron。 ※ 19 補(bǔ)充： 積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 工作原理： 1) 穩(wěn)態(tài)： vI=0，未加觸發(fā)正脈沖 ?G G2封鎖 ,vO1=vO=1 vO1經(jīng) R向 C充電至 vc=vO1=1 2) vI加觸發(fā)正脈沖 ,電路由穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀簯B(tài)： vI ?G1開(kāi)啟 ,vO1由 1 ?0 ∵ vc=1不能突變， G2全 1出 0， vO由 1 ?0 兩個(gè)與非門 +RC積分電路 ※ 0 1 1 1 0 0 vI vO G1 G2 vc vO1 1 amp。 R 1 0 0 3) vc經(jīng) R和導(dǎo)通 G1放電，電路自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。 1 特點(diǎn) : 輸入寬脈沖， 輸出窄脈沖。 vO1 vc vO2 123 4 5 6 7 tW tpi tW RO=100?