数字电路第八章 8 脉冲波形的变换讲义与产生

vI
0
1
vO1
G1 1 Cd 0
vd
Rd
0
vO
1 G2
CD
v
C
v I2 1 R
VDD
b)外加触发信号
d
d =VTH
vI
0 vd
v
0
O
1
v
0
I2
VDD
V TH
0 vO
0
t1
t2
产生如下正反馈过程：
vI vO 1 vI2 vO
t
迅速使 o1 = 0 o =1
t
电路进入暂稳态 电容充电 I2
t
0 vO1
vO
A1
A2 B vI
A2
Q
B
Q
VCC
vI
0 vO1
t1 tw1
0 vO
tw2
0
t tw1
t
tw2 t
4. 组成噪声消除电路
如用I作为下降沿触发的计数器触发脉冲,干扰加入,就会造成 计数错误.
C
R
VCC
Cext Rext/Cext
噪声
7412
A1 1
Q
A2
Q
1D C1
vI
vO
Q
vI
B
R
vO
单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度而小于信号脉宽，才可 消除噪声。
v
0
I
2
t
= RCln2
V DD V TH
tw≈0.7RC
0
vO
t
(2) 恢复时间tre
t re
(3) 最高工作频率 fmax
tW
3d
0
1
t1 1 t2
fmaxTmi
n twtre
t
4. 讨论
a)在暂稳态结束(t= t2)瞬间，门G2的输入电压I2达 b)用T到TVLD门D+电V阻THR，的可取能值损可坏以G是2门任，意怎的么办？
Cext
Rext
Rext/Cext Rint
B
G1
A1
&
A2
G4 &
a G2 &
G5
G6
& ≥1 &
Rint G7 1
G8
1
Q
G9
G3 &
1
Q
触发信号控制电路
触发信号控制电路
微分型单稳态触发器
输出缓冲电路
(a) 逻辑图
微分型单稳触发器
电路的连接：C：外接电阻容 R：外接电阻或采用内部电阻
(1)工作原理 电路的不可重复触发特性
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
1
0
t
vO1
vO
G1 1
t
vI Cd
vd
Rd
t
1 G2
CD
v
C
v I2 R
VDD
3、 主要参数的计算
（1） 输出脉冲宽度tw
vI
tWR Cl n CC (( )) V CT (0 H )
0 vd
t
vC(0+) = 0；vC() =VDD
0
t
=RC, VTH = VDD /2
vO
1
tw
RCln VDD0 VD DVTH
vI
Cd vd
Rd
C 1 G2 D vI2
vC R
正脉冲触发
CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器
稳态为0
vO1
vO
G1 1 vI Cd
vd Rd
1 G2
CD
v
C
v I2 R
VDD
负脉冲触发
工作原理：
源自文库
设定CMOS反相器的阈值电压
VTH
VD D 2
a)没有触发信号时，I=0
电路处于一种稳态：
o =0 c =0
8.1单稳态触发器
8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器 8.1.2 集成单稳态触发器 8.1.3 单稳态触发器的应用
8.1单稳态触发器
单稳态触发器的工作特点： ① 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。 ② 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;
③ 由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长保持, 经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的 持续时间仅取与RC参数值有关。
数字电路第八章 8 脉冲波形的变换与
精品jin
教学基本要求
1、正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触 发器的电路组成及工作原理。
2、掌握多谐、单稳、施密特触发器MSI器件的逻辑 功能及主要指标计算。 3、掌握555定时器的工作原理。
4、掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触 发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计 算。
吗？
vO
vO1
≥ 1 G3
采用TTL与非门构成单稳电 路时，电阻R要小于0.7k。
vO
G1 ≥ 1
vI
Cd
Rd
1 G2
C
VD
R
VDD
8.1.2 集成单稳态触发器
不可重复触发
vI
没有被重复触发
vO
可重复触发
vI
tw
tw
(a)
被重复触发
vO
tw
tw
(b)
1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121
暂稳态: Q=1 Q=0
Cext
Rext
Rext/Cext Rint
B
G1
A1
&
A2
0
G4
&
a
G2 &
G5
G6
& ≥1 &
Rint G7 1
G8
1
Q1
G3
0
&
G9
1
Q0
触发信号控制电路
微分型单稳态触发器
(a) 逻辑图
输出缓冲电路
在暂稳态期间即使有触发信号输入,但由于G4门在此期间关闭， 不会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器
8.1.3 单稳态触发器的应用
1. 定时
vI
vO
O
t
vB
与门
tW
O
t
tW
vA
vA vB 单稳
O vO
t
态
触发
器 vI
O
该电路可用于频率计
t
2. 延时
C1
R1 VCC
C2
R2 VCC
C ext R ext/ C ext
74121
vO1
A1 （ 1）
C ext R ext/ C ext
74121 （ 2）
压分别是正向阈值电压（VT+）和负阈值电压（VT-） 。
vO
vo
VOH
1
vI
VOH
vO
1
vI
vO
VOL
输出脉冲宽度： tw≈0.7RC
逻辑功能表
74121功能表
A1 A2 B Q Q
L HLH L HLH
L LH
HH LH
H
H
HH
H
L
L
不可触发，保持稳态不变
B 和A1、A2、 中有一个或两个为 高电平，输入端有一个或两个下 降沿时电路被触发
A1、A2中有一个或两个为低电平， 在B端输入上升沿时电路被触发
单稳态触发器的分类
按电路形式不同 工作特点划分
门电路组成的单稳态触发器 MSI集成单稳态触发 用555定时器器组成的单稳态触
发器
不可重复触发单稳态触发器
可重复触发单稳态触发器
8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器
1. 电路
CMOS与非门构成的微分型 单稳态触发器
稳态为1
vO
vO
1
G1 &
vO 1
G1 1
1 G2
t
vI
Cd vd
CD vC
vI2 R
Rd
t
VDD
c)电容充电,
vI
vR
vo2
0
vd
0
vO
1
v
0
I2
VDD VTH
0 vO
0
tw
t1
t2
I2
vO1
t
t
I2 =VTH产生如下正反馈过程：
vI2 vO vO1
迅速使 o1 = 1 o =0 电容放电 c =0
电路由暂稳态自动返回到稳态