施密特触发器PPT课件
合集下载
施密特触发器
VT-
0
0
t
vO vO
VOH
VOH
VOL o VT+ VT-
VOL 0
vI
Hw: 8.2.2
2. 波形的整形
vI
1
vO
vI
VT+
VT–
0
t
vO
VOH
VOL
0
t
(a)
vI
1
vO
vI
VT+ VT–
0
t
vO
VOH
VOL
0
t
(b)
3.消除干扰信号
vI
vI
vo
1
VT
2
VT
1
O
t
vO
vO
VOH
O
t
vO
VOL
o VT+
VT-
合理选择回差电压，可消除干扰信号O 。
t
4. 幅度鉴别
1
vI VT+
υI
o
O
I1
VTH
R2 R1 R2
VT-
R1 R1 R2
VDD
VT-
(1
R1 R2
)VTH
VT
VT
VT-
2
R1 R2
VTH
R1 R2
VDD
vI 1
vo
vI
VT＋ VT－
O vO VDD
O 工作波形
R2
G1
G2
R1 vI
1
1
vO
vI1
vO1
vO
VDD
t
t
O
VT－
VT＋
vI
传特性曲线
电子技术课件第八章施密特触发器和单稳态触发器的逻辑
当 uC 上升到 UT+ 时，施密特触
UuCC
发器状态翻转，uO 跃变为低电平 UOL。
E析NUU时OT=TE省+-1N略时=它，0。时不，影u响O振= 荡1t，器多电这阻翻谐路时转R振O工，当C荡放作u经u器O电C，重R下不，下新和降工使面跃施到作u分变密C；U下为特T-降高触时。电发，平器触的U发O输器H，出又电
触发器。
uI
输
入
暂稳态期间
单
波 形
不能再次触发。
稳
下O面通过工作波形的分析来说t 明可
工 作 波 形 举 例
单 稳 输 出 波 形
不可重重区复别触。uO发型和不可重复触发型触时发，器触输的出发翻脉转冲为到暂来
复
tW
tW
稳态，经暂稳态持
触
发 型
O
续时间 tW 后重新自 外触发脉冲未来 动t回到稳态。
TR-A TR-B TR+
一般接法
Q
RI CX RX/CX
单可 稳重 输复 出触
uO 时，输出为稳态。
tW
tW
暂稳态期间能再 次触发。其输出脉宽 将在原暂稳态时间基 础上再展宽 tW 。
波发
形型 O
t
(二)8.4.2集成单稳态触发器
1. TTL 不可重复触发型单稳态触发器 CT74121 的逻辑符号 外接元件和连线少，触发方式灵活，既可用输
触发信有入分号3 方脉个输便冲，的而正TR且跃-A工变作触稳发定，性又好可。用因负此跃应变单用触稳很发不的广，可限泛使重定。用复符十触号发型
是一种多用途集成电路，只要外接少量阻容 元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多 谐振荡器等，使用方便、灵活，应用广泛。
UuCC
发器状态翻转，uO 跃变为低电平 UOL。
E析NUU时OT=TE省+-1N略时=它，0。时不，影u响O振= 荡1t，器多电这阻翻谐路时转R振O工，当C荡放作u经u器O电C，重R下不，下新和降工使面跃施到作u分变密C；U下为特T-降高触时。电发，平器触的U发O输器H，出又电
触发器。
uI
输
入
暂稳态期间
单
波 形
不能再次触发。
稳
下O面通过工作波形的分析来说t 明可
工 作 波 形 举 例
单 稳 输 出 波 形
不可重重区复别触。uO发型和不可重复触发型触时发，器触输的出发翻脉转冲为到暂来
复
tW
tW
稳态，经暂稳态持
触
发 型
O
续时间 tW 后重新自 外触发脉冲未来 动t回到稳态。
TR-A TR-B TR+
一般接法
Q
RI CX RX/CX
单可 稳重 输复 出触
uO 时，输出为稳态。
tW
tW
暂稳态期间能再 次触发。其输出脉宽 将在原暂稳态时间基 础上再展宽 tW 。
波发
形型 O
t
(二)8.4.2集成单稳态触发器
1. TTL 不可重复触发型单稳态触发器 CT74121 的逻辑符号 外接元件和连线少，触发方式灵活，既可用输
触发信有入分号3 方脉个输便冲，的而正TR且跃-A工变作触稳发定，性又好可。用因负此跃应变单用触稳很发不的广，可限泛使重定。用复符十触号发型
是一种多用途集成电路，只要外接少量阻容 元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多 谐振荡器等，使用方便、灵活，应用广泛。
6-1施密特触发器
ui
uo
t
t
6-2 单稳态触发器
定义：
只有一个稳定状态，0或1；另一 个状态为暂稳态。 在外来触发信号作用下，单稳态 触发器可以由稳态翻转为暂稳态， 暂稳态存在的时间由单稳态触发器 的电路参数决定，与外加触发信号 无关。
应用和分类：
单稳态触发器主要用于脉冲波形的 整形和信号的延迟，常用的形式为： 微分形、积分形等； 从采用逻辑元件可分为TTL和 CMOS两大类。
可重复触发的单稳触发器：74122、 74123、74LS122、74LS123。
2、74121外部端子的作用：
输入端：下降 沿触发输入端A1、 A2上升沿触发输入 端B。 输出端：正脉 冲输出端vo、负脉 冲输出端vo。
3、74121外部连接方式：
使用外接电阻 （下降沿触发）说 明：外接电阻Rext取 值在2k~30k之间， 外接电容Cext、取值 在10p~10微法之间， 得到的TW范围可达 20ns~200ms。 输出脉冲宽度为：
3、波形图：
4、输出脉冲宽度：
U DD tW RC ln ln 2RC U DD U TH
三、集成单稳态触发器：
由于单稳触发器的广泛使用，TTL电路和CMOS电路的产品中都生产 了单片集成的单稳触发器。 一般，这些集成单稳触发器分为不可重复触发和可重复触发两种形式。
不可重复触发的单稳触发器一旦被触
一、CMOS积分形单稳态触发器：
1、逻辑电路：
2、分析：
稳态：未加入负脉冲时ui为1，约 为UDD，两个或非门输出uo1、up均 为0，稳态下，电容处于稳态，无电 流，电阻上无电压uA=0。
2、分析：
暂稳态：输入加(宽度交宽的)负脉 冲ui下跳为0，两个或非门输出uo1、up 立即为1，稳态下，电容处于稳态，无 电流，电容电压不能突变，所以uA瞬 时仍然保持为0。电源向电容充电，到 uA为或非门的开启电压时，第二个或 非门开启，输出为0。
用门电讲义路构成的施密特触发器
21.01.2021
12
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。
整形级可以施使密特输触出发波反形相的器边沿更加陡峭，
21.01.2(02a输1) 原出理级框可图以(b提) 电高压电传路输的特性负载(c)能逻力辑。符号
13
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。
7
当uI=0V时， G1截止、G2导通，输出为UOL， 即uO=0V。只要满足uI1＜UTH，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：
21.01.2021
8
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。
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。
21.01.2021
3
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；
施密特触发器将三角波uI变换成矩形波uO。
下限触发转 换电平UT－
上限触发转 换电平UT+
施密特触发器的工作波形及电压传输特性
3回改.21.差变01重.20ΔR（21要U1a和）T参=R工数U2作的T波+大－形小UT可－以（改通（变常b）回U电T差+压＞Δ传UU输TT－特）性
施密特触发器
9.3 施密特触发器
滞后特性
滞后电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过
程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。
uo ui 0 UT－ UT+ (a) 传输特性 ui (b) 逻辑符号 uo
Hale Waihona Puke 9.3 施密特触发器uo ui 0 UT－ UT+ (a) 传输特性 ui (b) 逻辑符号
上限阈值电压
3、幅度鉴别
因为施密特触发器输出状态取决于输入信号的状态， 所以可以用它来作为幅度鉴别电路。
4、多谐振荡器 利用施密特触发器可以构成多谐振荡器。
本节小结
施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适 合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。而且由于具有 滞回特性，所以抗干扰能力也很强。 施密特触发器可以由分立元件构成，也可以由门 电路及555定时器构成。 施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用很广。
uo
下限阈值电压
回差电压（滞后电压）：ΔUT＝ UT＋－UT－
9.3.1 门电路组成的施密特触发器
施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于 数字电路需要的矩形脉冲的电路。
9.3.1 门电路组成的施密特触发器
设Vth=VDD/2，R1<R2
0
1
0
9.3.1 门电路组成的施密特触发器
设Vth=VDD/2，R1<R2
{End}
1A 1B 1Y 2Y 2B 2A VSS (b) 4093 的引脚排列图
9.3.2 集成施密特触发器
VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6 Y 14 13 12 11 10 9 7414 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 8 VCC 3A 3B 3Y 4A 4 B 4Y 14 13 12 11 10 9 74132 4 5 6 7 8
滞后特性
滞后电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过
程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。
uo ui 0 UT－ UT+ (a) 传输特性 ui (b) 逻辑符号 uo
Hale Waihona Puke 9.3 施密特触发器uo ui 0 UT－ UT+ (a) 传输特性 ui (b) 逻辑符号
上限阈值电压
3、幅度鉴别
因为施密特触发器输出状态取决于输入信号的状态， 所以可以用它来作为幅度鉴别电路。
4、多谐振荡器 利用施密特触发器可以构成多谐振荡器。
本节小结
施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适 合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。而且由于具有 滞回特性，所以抗干扰能力也很强。 施密特触发器可以由分立元件构成，也可以由门 电路及555定时器构成。 施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用很广。
uo
下限阈值电压
回差电压（滞后电压）：ΔUT＝ UT＋－UT－
9.3.1 门电路组成的施密特触发器
施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于 数字电路需要的矩形脉冲的电路。
9.3.1 门电路组成的施密特触发器
设Vth=VDD/2，R1<R2
0
1
0
9.3.1 门电路组成的施密特触发器
设Vth=VDD/2，R1<R2
{End}
1A 1B 1Y 2Y 2B 2A VSS (b) 4093 的引脚排列图
9.3.2 集成施密特触发器
VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6 Y 14 13 12 11 10 9 7414 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 8 VCC 3A 3B 3Y 4A 4 B 4Y 14 13 12 11 10 9 74132 4 5 6 7 8
中职电子专业《施密特触发器》
施密特触发器施密特触发器——具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
一． 用555定时器构成的施密特触发器1. 电路组成及工作原理图8.2—1 555定时器构成的施密特触发器（1） v I =0V 时，v o1输出高电平。
（2）当v I 上升到cc V 32时，v o1输出低电平。
当v I 由cc V 32继续上升，v o1保持不变。
（3）当v I 下降到cc V 31时，电路输出跳变为高电平。
而且在v I 继续下降到0V 时，电路的这种状态不变。
图中，R 、V CC2构成另一输出端v o2，其高电平可以通过改变V CC2进行调节。
2. 电压滞回特性和主要参数电压滞回特性图8.2—2 施密特触发器的电路符号和电压传输特性主要静态参数（1） 上限阈值电压V T+——v I 上升过程中，输出电压v O 由高电平V OH 跳变到低电平V OL 时，所对应的输入电压值。
V T+=cc V 32。
（2）下限阈值电压V T ———v I 下降过程中， v O 由低电平V OL 跳变到高电平V OH 时，所对应的输入电压值。
V T —=cc V 31。
（3）回差电压ΔV T回差电压又叫滞回电压，定义为ΔV T = V T+－V T — =cc V 31 若在电压控制端V IC （5脚）外加电压V S ，则将有V T+=V S 、V T —=V S /2、ΔV T = V S /2，而且当改变V S 时，它们的值也随之改变。
二． 集成施密特触发器施密特触发器可以由555定时器构成，也可以用分立元件和集成门电路组成。
因为这种电路应用十分广泛，所以市场上有专门的集成电路产品出售，称之为施密特触发门电路。
集成施密特触发器性能的一致性好，触发阈值稳定，使用方便。
1. CMOS 集成施密特触发器图8.2—3（a ）是CMOS 集成施密特触发器CC40106（六反相器）的引线功能图，表8.2—1所示是其主要静态参数。
施密特触发器 数电课件
施密特触发器的逻辑符号如图7.3.2—1所示。
图7.3.2—1
2. 集成施密特触发器
三、施密特触发器的应用 1. 波形变换
2. 脉冲整形
3. 幅度鉴别
返回
图7.3.1—3 中
UT UT UT
UT
UT
UT
2 3 VCC
。1 3
VCC
1 3 VCC
若在电压控制端 （第U5引CO脚）外加电压 ，则将有 U S 、
UT
1、 2US
UT ， 而12 U且当S 改变
时，它们的值也随之改变。
US
UT US
二、集成施密特触发器 1. 逻辑符号
§7·3 施密特触发器
施密特触发器——电路中没有暂稳态，只有两个稳态；并具有回差电压特性，它能将 边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
一、用555定时器构成的施密特触发器 1. 电路结构
用555定时器构成的施密特触发器的电路结构如图7.3.1—1所示。
图7.3.1—1
2. 工作原理
Ⅰ. 当
；ui
时0V，由于
UTH U
，均为高电平。
T，R 比较ui器
0V
； C1 1、C2 0
Q 1、继Q续升0 高，u在O未到uO达1 1 ui
以前23，VCC
的状态不会改变。
uO uO1 1
Ⅱ. 当
升ui高到
。此后，
时23，上VC比升C 较到器，然后再降低C，1；但 0在、未C到2达 1；
Q 1、Q 0
2 3
VCC
3. 波形图
用555定时器构成的施密特触发器的波形图如图7.3.1—2所示。
图7.3.2—1
2. 集成施密特触发器
三、施密特触发器的应用 1. 波形变换
2. 脉冲整形
3. 幅度鉴别
返回
图7.3.1—3 中
UT UT UT
UT
UT
UT
2 3 VCC
。1 3
VCC
1 3 VCC
若在电压控制端 （第U5引CO脚）外加电压 ，则将有 U S 、
UT
1、 2US
UT ， 而12 U且当S 改变
时，它们的值也随之改变。
US
UT US
二、集成施密特触发器 1. 逻辑符号
§7·3 施密特触发器
施密特触发器——电路中没有暂稳态，只有两个稳态；并具有回差电压特性，它能将 边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
一、用555定时器构成的施密特触发器 1. 电路结构
用555定时器构成的施密特触发器的电路结构如图7.3.1—1所示。
图7.3.1—1
2. 工作原理
Ⅰ. 当
；ui
时0V，由于
UTH U
，均为高电平。
T，R 比较ui器
0V
； C1 1、C2 0
Q 1、继Q续升0 高，u在O未到uO达1 1 ui
以前23，VCC
的状态不会改变。
uO uO1 1
Ⅱ. 当
升ui高到
。此后，
时23，上VC比升C 较到器，然后再降低C，1；但 0在、未C到2达 1；
Q 1、Q 0
2 3
VCC
3. 波形图
用555定时器构成的施密特触发器的波形图如图7.3.1—2所示。
施密特触发器
二、构成多谐振荡器 电路： 电路： 将施密特反相器的输出端经RC充放电电路与输入端相连。 将施密特反相器的输出端经 充放电电路与输入端相连。 充放电电路与输入端相连 工作波形： 工作波形： 振荡频率可通过改变R和 的大小来调节 的大小来调节。 注 ： 振荡频率可通过改变 和 C的大小来调节 。
14.3 施密特触发器
14.3.1 用与非门组成的施密特电路 14.3.2 集成施密特触发器电路简介 14.3.3 施密特触发器应用举例
14.3 施密特触发器
电路特点：具有两个稳态；电路存在回差现象。 电路特点：具有两个稳态；电路存在回差现象。 14.3.1 用与非门组成的施密特电路 一、工作原理 1. 电路构成 2. 工作原理
动画 施密特触发器 第一稳态 → 输入信号作用 → 第二稳态 → 输入信号作用 回到第一稳态。 → 回到第一稳态。 3．工作特点： 是一个双稳态电路；电路状态的翻转依 ．工作特点：是一个双稳态电路； 赖于外触发信号电平。 赖于外触发信号电平。
二、滞回特性 1. 下限门槛电压 TL：在输入电压下降过程中，施密特 下限门槛电压V 在输入电压下降过程中， 触发器的输出电平由低变高时的输入电压。又称下触发电平。 触发器的输出电平由低变高时的输入电压。又称下触发电平。 2. 上限门槛电压 TH：在输入电压上升过程中，施密特 上限门槛电压V 在输入电压上升过程中， 触发器的输出电平由高变低时的输入电压。又称上触发电平。 触发器的输出电平由高变低时的输入电压。又称上触发电平。 3. 回差（滞回电压）：VTH 与 VTL之间的 差值；即 回差（滞回电压） 差值； VH = VTH - VTL 4．滞回特性： ．滞回特性： 施密 特触发器由第一稳 态翻转到第二稳态的上限门 槛电压 VTH 与第二稳态翻转到 第一稳态的下限门槛电压 VTL 存在差值的现象。 存在差值的现象。
施密特触发器工作原理
VTH
VDD 2
R1< R2
I为三角波
v I1
R2 R1 R2
vI
R1 R1 R2
vO
当vI1=0，v O= 0V
υo vO/V
VOH ≈VDD 10
υI1
(1) I上升 只要 I1 <VTH，则保持 O =0V
8 B
6
4
(2)当υI 1 =VTH，电路发生正反馈 ：
vI↑ vI1↑ vO1↓
(3) υI1 VTH电路,维持 υ O=VOH 不变
(4)当υI下降, υI1也下降 ,只要υI1 > VTH， 则保持 υo =VOH
当 υI1 =VTH，电路产生如下正反馈 ：
R2
G1
G2
vI↓
vI1↓ vO1↑
vO↓ vI
R1
1
1
vO
vO= VOL
vI1
vO1
↓
I1
R2 R1 R2
I
R1 R1 R2
8.2 施密特触发器
8.2.1 用门电路组成的施密特触发器 8.2.2 集成施密特触发器 8.2.3 施密特触发器的应用
8.2 施密特触发器
1、施密特触发器电压传输特性及工作特点：
① 施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压 值时，输出电压会发生突变。
② 电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值电
vO↑ vO=VOH
2
0
2 4 6 8 10
VTH
vI/V
↓
R2
正向阈值电压 (VT+): I 值在增加
过程中，使输出电压产生跳变时
所对应I 的值。
施密特触发器SchmittTrigger
二、电路组成及工作原理
8 UCO 5 6 +VCC 4
uI
工作原理
Q &
1 0
1
3
uO1
+VDD
VCC 2V 3 CC 1V 3 CC
O
uI
uO
t
2 1
&
0 1 0
UOH
7 uO2 UOL TD O
t
外加 UCO 时, 可改变阈值和回差电压
uI 上升时与 2VCC/3 比 uI 下降时与 VCC/3 比
输入 输出
（二） 脉冲展宽 UT+ UT– uI
集电极开路输出
A uA
C
uO
（三） 多谐振荡器
R
uI
1 uO
UT+ >U < U T+ T –
uA
UT+ UT–
C
U OH U U OL OH
uO
三、滞回特性及主要参数 (一) 滞回特性 uO
(二) 主要静态参数
回差 电压
UOH
UOL
O
上限阈值电压
UT–
1 V 3 CC
2 V 3 CC
UT+ uI
U T
2 VC C或U C O 3 1 1 VC C或 U C O 3 2
下限阈值电压
U T
特点: uI 增大时与上限阈值比 uI 减小时与下限阈值比
VSS
1 2 3 4 5 6 7
14 VDD 13 3A 12 3B 11 3Y 10 4Y 9 8 4A 4B
CC40106
CC4093
（二） 主要静态参数
CC40106、CC4093 的主要静态参数 电参数 名称 符号 测试条件 VDD 5 10 15 5 10 15 5 10 15 参 数 最小值 2.2 4.6 6.8 0.9 2.5 4 0.3 1.2 1.6 最大值 3.6 7.1 10.8 2.8 5.2 7.4 1.6 3.4 5 单位
施密特触发器
施密特电路的特点在于它有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是 不仅这两个稳定状态的转换需要外加触发信号，而且稳定状态的维持也依 赖于外加触发信号，因此它的触发方式是电平触发。
逻辑 符号
电压 传输特性
施密特触发器具有两个不同的阈值电压。正向阈值电压UT+ 和负向阈 值电压UT-的差值称为滞后电压或回差电压UH，即
《数字电子技术》
利用生物群落组 成和结构的变化 及生态系统功能 的变化为指标监 测环境污染。
生物化学 成份分析法
通过测定生物体内污 染物的含量，来估测 环境污染程度。
生物群落法
生理生化方法
以污染物引起 机体病理
状态和死亡为 指标监测环境 污染状况
毒理学和遗传 毒理学方法
利用染色体畸变和基因
突变为指标监测环境污染 物的致突变作用
为UT-， 则
此后只要uI＜UT-，就有uO = UOL。则
保持uO = UOL
单元1 施密特触发器
《数字电子技术》
1.2 用门电路组成的施密特触发器
CMOS反相器构成 的施密特触发器
电路的回差电压为
工作波形
结论：只要调整电阻R1、R2的比率，就可调整电路的回差电压，非常方 便。
单元1 施密特触发器
通过生物的 行为，生长、 发育以及生 理生化变化 为指标来监 测环境污染 状况。
单元1 施密特触发器
一、生物监测的主要方法
《数字电子技术》
1.生物群落法(生态学方法) 利用生物群落组成和结构的变化及生态 系统功能的变化为指标监测环境污染。解污染物对生物群落的影响
单元1 施密特触发器
《数字电子技术》
1.2 用门电路组成的施密特触发器
CMOS反相器构成 的施密特触发器
逻辑 符号
电压 传输特性
施密特触发器具有两个不同的阈值电压。正向阈值电压UT+ 和负向阈 值电压UT-的差值称为滞后电压或回差电压UH，即
《数字电子技术》
利用生物群落组 成和结构的变化 及生态系统功能 的变化为指标监 测环境污染。
生物化学 成份分析法
通过测定生物体内污 染物的含量，来估测 环境污染程度。
生物群落法
生理生化方法
以污染物引起 机体病理
状态和死亡为 指标监测环境 污染状况
毒理学和遗传 毒理学方法
利用染色体畸变和基因
突变为指标监测环境污染 物的致突变作用
为UT-， 则
此后只要uI＜UT-，就有uO = UOL。则
保持uO = UOL
单元1 施密特触发器
《数字电子技术》
1.2 用门电路组成的施密特触发器
CMOS反相器构成 的施密特触发器
电路的回差电压为
工作波形
结论：只要调整电阻R1、R2的比率，就可调整电路的回差电压，非常方 便。
单元1 施密特触发器
通过生物的 行为，生长、 发育以及生 理生化变化 为指标来监 测环境污染 状况。
单元1 施密特触发器
一、生物监测的主要方法
《数字电子技术》
1.生物群落法(生态学方法) 利用生物群落组成和结构的变化及生态 系统功能的变化为指标监测环境污染。解污染物对生物群落的影响
单元1 施密特触发器
《数字电子技术》
1.2 用门电路组成的施密特触发器
CMOS反相器构成 的施密特触发器
10.1 概述 10.2 施密特触发器
施密特触发器的回差电压：ΔUT＝UT＋－UT－
一. TTL与非门施密特触发器
R1 R2 VT VTH VD R2
VT VTH
二.CMOS反相器构成的施密特触发器
电路
当VI 0时，VO 0。 当VI , 至VI ' VTH 时，进入传输特性的放大区，故 VI ' VO1 VO
使电路迅速跳变到
R2 VI R1 R2
VO VOH
VI VTH VI VT
R1 R1 1 (1 )VTH (1 )VDD R2 2 R2
当VI 1时，VO 1 当VI , 至VI' VTH 时，进入传输特性的放大区，故 VI' VO1 VO
使电路迅速跳变到 VO VOL
VI VTH (VDD VI VT
R1 VI ) VI R1 R2
R1 R1 1 (1 )VTH (1 )VDD R2 2 R2
R1 VT (1 )VTH R2 R1 VT (1 )VTH R2
第十章 脉冲波形的产生和整形
10.1 概述
一、获取矩形脉冲的方法 1. 脉冲波形发生电路 2. 对已有的周期性变化的波形变换为脉冲波形
二、描述矩形脉冲特性的主要参数
脉冲周期T：两个相邻脉冲间的时间间隔 脉冲频率f：脉冲周期的倒数f=1/T 脉冲幅度Um：脉冲电压的最大变化幅度 脉冲宽度TW：两个0.5 Um之间的时间 上升时间tr：0.1 Um上升到0.9 Um的一段时间 下降时间tf：0.9 Um下降到0.1 Um的时间 占空比q：q= Tw /T
（a）
图形符号
（b）
三. 集成施密特触发器
传感器的应用斯密特触发器ppt课件
连的齿轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙
后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录
和显示．若实验显示单位时间内脉冲数为n，累计脉冲数为N，
则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是
________；小车速度的表达式为v＝________；行程的表达式为s
＝_______
磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由
电子数为n，试问金属块上、下表面哪面电势高？
电势差是多少？
下表面
U IB ned
淮 中
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
李刘 理浩
一、力传感器的应用——电子秤
弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴 一个应变片，在梁的自由端施力F，则梁发生 ，上表 面 ，下表面 ，上表面应变片的 变大，下表面应变 片的电阻变小，F越大，弯曲形变 ，如果让应变片中 通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变 大，下表面应变片两端的电压变小，传感器把这两个电 压的差值输出，外力越大，输出的电压差值也就 ．
淮 中
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
李刘 理浩
光电脉冲测量车速和行程的装置示意图．A为光源，B为光电接
收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相
24施密特触发器
vI
ui
回差电压： 回差电压：
∆VT = VT+ − VTR1 R1 VTH = VDD ≈2 R2 R2
UT+ UT-
t
一定时， 当VDD一定时，调R1、R2 ， 、 可调Δ 即可调V 可调ΔVT ，即可调 T+ 、 VT-，可调 O脉宽。 可调V 脉宽。
uo
UDD
t
1
8.2.2 集成施密特触发器
(b)
3.消除干扰信号 3.消除干扰信号
vI
vI ∆VT ∆VT
1
vo
O vO
t
vO VOH
O vO
t
VOL o VT+ VTt
O 合理选择回差电压，可消除干扰信号。 合理选择回差电压，可消除干扰信号。
4.
幅度鉴别
1
υI
vO VOH
vI V T+
υo
V T-
0
t
vO VOH
VOL o VT+ VT-
vI
vO
VDD
TP1 vS2 TP2 vI TN5 vS5
TP3
，
TP7 TN8
vO
TP11 vO TP9 TN12
TN6 VDD TN4
TN10
施密特电路
整形电路
输出电路
8.2.3 施密特触发器的应用
1. 波形变换
1
vI
vO
vO1 VOH
vT+ vT -
vI
VOL o
VT_ VT+
vI
vO VOH VOL 0
VDD VTH ≈ 2
R1< R2
υI为三角波
v I1
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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)。
12
.
2、实验原理
•用555定时器构成单稳态触发器
注意：工作中不使用电压控制输入端（5脚）时， 一般都通过一个0.01μF的电容接地,以旁路高频干 扰。
13
tw=1.1RC
.
2、实验原理
•用555定时器构成施密特触发器
555定时器内 部比较器有两个不同的 基准电压UR1和UR2。
可产生精确的时间延迟和振荡，
内部有3个5KΩ的电阻分压器，故称 555。
在波形的产生与变换、测量与控 制、家用电器、电子玩具等许多领域 中都得到了应用。
4
.
2、实验原理
各公司生产的555定时器的逻辑功能与外引
线排列都完全相同。 实验中用NE555。
特点
种类
单定时器型号
的最后几位数码 双定时器型号
的最后几位数码
例如施密特触发器用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。
8
.
2、实验原理
•施密特触发器9源自.2、实验原理施密特触发器的传输特性及输入输出波形
V in
V T+ V T
0
V OH
V out
V OL
0
正向阈值电平VT+：
V in V T+
UI 上升时，引起Uo 突变时对应的UI 值。 V T
3、实验内容
实验电路板
18
.
4、实验要求
▪ 1、按要求完成原始数据记录 ▪ 2、回答实验课后思考题 ▪ 3、总结实验结论 ▪ 4、完成实验报告
19
.
下次实验预习要求
1、预习：实验五
数据选择和译码显示 -1
2、完成实验报告上的预习思考题
20
.
.
21
微分电路与RC耦合电路：
1、微分电路
微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波，即只有输入波形发生突
测绘电压传输特性。
（比较Vi’ 、Vo得出 VT+、 VT-）
16
.
3、实验内容
注意事项
(一)故障检测和排除
1、检查各连线是否正确，尤其是电源线。 2、 要使波形稳定显示则需： (a) 选择正确的触发源。（Edge按键菜单） (b)调节触发平(Level）旋钮，使触发电平 在波形幅度范围内。
17
.
实验四
555集成定时器的应用-2
.
1
1
. 实
内容纲要
验
目
的
2. 实验原理 3. 实验内容 4. 实验要求
2
.
1、实验目的
•复习555时基电路、施密特触发器以及单稳态触发器的 工作原理。 •学会分析和测试用555时基电路构成的单稳态触发器， 施密特触发器。
3
.
2、实验原理
555定时器是模拟—数字混合式 集成电路。
优点
电源电压工作范围
双极型产品
555
556 驱动能力
较大 5~18V
CMOS产品 7555
7556 低功耗 高输入阻抗 2~18V
5
.
2、实验原理
电阻分压器
电压比较器 缓冲器
放电管T
基本RS触发器
555逻辑电路图和引脚6 图 .
2、实验原理
555定时器功能表
TH
TR
×
×
＞
2 3
VCC
＞
1 3
VCC
变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲波形 的宽度与R*C有关（即电路的时间常数），R*C越小，尖脉冲波形越 尖，反之则宽。此电路的R*C必须远远少于输入波形的宽度，否则就 失去了波形变换的作用，变为一般的RC耦合电路了，一般R*C少于 或等于输入波形宽度的1/10就可以了。
22
.
11
.
2、实验原理
单稳态触发器应用
单稳态触发器广泛应用于脉冲整形、延时和定时电路中。
脉冲整形
脉冲延时
脉冲定时
• 脉 冲 整 形: 把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形。 • 输出脉冲延时: 把输入信号延迟一定时间后输出。 • 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
0.01uF
15
.
3、实验内容
（2）．用555定时器构成施密特触发器
按图3.52(a)电路接线，取R1=R2=100KΩ， C1=C2=0.01μf。输入正弦波信号1KHZ，逐渐加大Vi的幅度， 用双踪示波器分别观察记录Vi、Vi’、Vo波形（注意输入正弦波信号对 输出波形的脉宽、上、下限触发电平以及回差电压的影响，要求得出 结论）。
负向阈值电平VT- ：
0 V out
UI 下降时，引起Uo 突变时对应的UI值。 V O H
V OL
0
10
.
反向传输
t
t
同向传输
t
t
2、实验原理
•单稳触发器
单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是 0，要么是 1 。单稳态触发器的工作特点是：
①、它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。 ②、在触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态 维持一段时间后，再自动返回稳态。 ③、暂稳态维持时间的长短仅仅取决于单稳触发器电路本身的参 数，与触发脉冲无关。
V3 2VCC 1 3VCC1 3VCC
14
.
3、实验内容
▪ ⑴．用555定时器构成单稳态触发器
▪ 按图2.2.4（a）连接电路，取R1=R2=5.1k，R=100k，C=0.01F， C1=0.01F。输入600Hz TTL信号，用双踪示波器分别观察并记录Vi、 Vi’、VC、VO的波形，并标出周期、幅值、脉宽等。
＜
2 3
VCC
＞
1 3
VCC
＜
2 3
VCC
＜
1 3
VCC
Rd
0 1
1
1
OUT DIS
0 导通 0 导通
保持 保持 1 截止
555逻辑电路和引脚图
7
.
2、实验原理
•施密特触发器
利用多谐振荡器直接产生
获取矩形脉冲波形
利用整形电路把周期性变化波形变换 为符合要求的矩形脉冲
矩形脉冲的整形电路可以用施密特触发器实现
12
.
2、实验原理
•用555定时器构成单稳态触发器
注意：工作中不使用电压控制输入端（5脚）时， 一般都通过一个0.01μF的电容接地,以旁路高频干 扰。
13
tw=1.1RC
.
2、实验原理
•用555定时器构成施密特触发器
555定时器内 部比较器有两个不同的 基准电压UR1和UR2。
可产生精确的时间延迟和振荡，
内部有3个5KΩ的电阻分压器，故称 555。
在波形的产生与变换、测量与控 制、家用电器、电子玩具等许多领域 中都得到了应用。
4
.
2、实验原理
各公司生产的555定时器的逻辑功能与外引
线排列都完全相同。 实验中用NE555。
特点
种类
单定时器型号
的最后几位数码 双定时器型号
的最后几位数码
例如施密特触发器用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。
8
.
2、实验原理
•施密特触发器9源自.2、实验原理施密特触发器的传输特性及输入输出波形
V in
V T+ V T
0
V OH
V out
V OL
0
正向阈值电平VT+：
V in V T+
UI 上升时，引起Uo 突变时对应的UI 值。 V T
3、实验内容
实验电路板
18
.
4、实验要求
▪ 1、按要求完成原始数据记录 ▪ 2、回答实验课后思考题 ▪ 3、总结实验结论 ▪ 4、完成实验报告
19
.
下次实验预习要求
1、预习：实验五
数据选择和译码显示 -1
2、完成实验报告上的预习思考题
20
.
.
21
微分电路与RC耦合电路：
1、微分电路
微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波，即只有输入波形发生突
测绘电压传输特性。
（比较Vi’ 、Vo得出 VT+、 VT-）
16
.
3、实验内容
注意事项
(一)故障检测和排除
1、检查各连线是否正确，尤其是电源线。 2、 要使波形稳定显示则需： (a) 选择正确的触发源。（Edge按键菜单） (b)调节触发平(Level）旋钮，使触发电平 在波形幅度范围内。
17
.
实验四
555集成定时器的应用-2
.
1
1
. 实
内容纲要
验
目
的
2. 实验原理 3. 实验内容 4. 实验要求
2
.
1、实验目的
•复习555时基电路、施密特触发器以及单稳态触发器的 工作原理。 •学会分析和测试用555时基电路构成的单稳态触发器， 施密特触发器。
3
.
2、实验原理
555定时器是模拟—数字混合式 集成电路。
优点
电源电压工作范围
双极型产品
555
556 驱动能力
较大 5~18V
CMOS产品 7555
7556 低功耗 高输入阻抗 2~18V
5
.
2、实验原理
电阻分压器
电压比较器 缓冲器
放电管T
基本RS触发器
555逻辑电路图和引脚6 图 .
2、实验原理
555定时器功能表
TH
TR
×
×
＞
2 3
VCC
＞
1 3
VCC
变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲波形 的宽度与R*C有关（即电路的时间常数），R*C越小，尖脉冲波形越 尖，反之则宽。此电路的R*C必须远远少于输入波形的宽度，否则就 失去了波形变换的作用，变为一般的RC耦合电路了，一般R*C少于 或等于输入波形宽度的1/10就可以了。
22
.
11
.
2、实验原理
单稳态触发器应用
单稳态触发器广泛应用于脉冲整形、延时和定时电路中。
脉冲整形
脉冲延时
脉冲定时
• 脉 冲 整 形: 把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形。 • 输出脉冲延时: 把输入信号延迟一定时间后输出。 • 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
0.01uF
15
.
3、实验内容
（2）．用555定时器构成施密特触发器
按图3.52(a)电路接线，取R1=R2=100KΩ， C1=C2=0.01μf。输入正弦波信号1KHZ，逐渐加大Vi的幅度， 用双踪示波器分别观察记录Vi、Vi’、Vo波形（注意输入正弦波信号对 输出波形的脉宽、上、下限触发电平以及回差电压的影响，要求得出 结论）。
负向阈值电平VT- ：
0 V out
UI 下降时，引起Uo 突变时对应的UI值。 V O H
V OL
0
10
.
反向传输
t
t
同向传输
t
t
2、实验原理
•单稳触发器
单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是 0，要么是 1 。单稳态触发器的工作特点是：
①、它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。 ②、在触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态 维持一段时间后，再自动返回稳态。 ③、暂稳态维持时间的长短仅仅取决于单稳触发器电路本身的参 数，与触发脉冲无关。
V3 2VCC 1 3VCC1 3VCC
14
.
3、实验内容
▪ ⑴．用555定时器构成单稳态触发器
▪ 按图2.2.4（a）连接电路，取R1=R2=5.1k，R=100k，C=0.01F， C1=0.01F。输入600Hz TTL信号，用双踪示波器分别观察并记录Vi、 Vi’、VC、VO的波形，并标出周期、幅值、脉宽等。
＜
2 3
VCC
＞
1 3
VCC
＜
2 3
VCC
＜
1 3
VCC
Rd
0 1
1
1
OUT DIS
0 导通 0 导通
保持 保持 1 截止
555逻辑电路和引脚图
7
.
2、实验原理
•施密特触发器
利用多谐振荡器直接产生
获取矩形脉冲波形
利用整形电路把周期性变化波形变换 为符合要求的矩形脉冲
矩形脉冲的整形电路可以用施密特触发器实现