数字电路与系统7.ppt

电路设计题
[例10.2.1] （第四版 6.2.1）
VDD=10V, VTH=5V,
解得：R1/R2=0.5 门电路的输出
VT-=2.5V ~ VT+=7.5V
• 因为vO输出高电平时能够提供的电流有限，要保证此
时vI’有小于VTH的可能 VOH - R2IOH(max) <VTH ，
R2
VDD VTH I OH(m a x)
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§10.3 施密特触发器
➢ 动态 • vI 从0逐渐升高超过阈值
VTH ，并不会立即触发
• 当 vI 继续升高并使 vI'超过
阈值 VTH 的时候，
• 正反馈过程：
动态：找出输入电压上升过程中，电路状态发生 转换是由哪一点的电压控制的。
触发条件：计算该点电压引起电路状态发生变化 时所对应的输入电压值。（定性分析定量计算）
“触发器”—Trigger 区别 flip-flop
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§10.2 施密特触发器
用门电路组成的施密特触发器
➢ CMOS门电路
• 阈值 VTH 0.5VDD
➢ 电路设计：
L
L
R1<R2 • R1 输入电阻， R2 正反馈电阻
稳态：确定输入为0时电路的状态（即电路中各点的电压值）
❖ 稳态（之一）
vI与vO同相；vI =0时， vO =VOL≈0
值。
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§10.2 施密特触发器
同理：
H
H
❖ 稳态：
vI与vO 同相
v v I =VDD时， O =VOH≈ VDD
❖ 动态： vI从VDD 逐渐降低，使 vI’=VTH 时，电路状态迅速转换为vO= 0
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§10.2 施密特触发器
➢ 触发条件：
vI ' VTH
VT
(VDD
VT
)
R1
R1 R2
6.18; 6.20; 6.25; 6.29; 6.31
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10.1 概述
脉冲波形的产生与整形
仅限于“矩形脉冲” 获得矩形脉冲的途径
1. 利用多谐振荡器直接 产生；
2. 通过整形电路把已有 周期性变化的波形整 形为矩形脉冲。
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10.1 概述
➢ 矩形脉冲的特性 • 脉冲周期/频率
f =1/T
• 脉冲幅度 Vm • 脉冲宽度 TW , tW
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目录
§10.1 概述 §10.2 施密特触发器 §10.3 单稳态触发器 §§1100..44 多多谐谐振振荡荡器器 §§1100..55 555555定定时时器器电电路路
Part 01
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§10.2 施密特触发器
Schmitt Trigger
用门电路组成的施密特触发器 集成施密特触发器 施密特触发器的应用
大，故加入二极管D； ❖ 这样，当vI为低电平（从高电平向低电平转化的时候），输入信号
从G1的另一端加入（利用“与逻辑”的特点）。
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（续）
源自文库
R1 D vI
(1-1) 稳态：vI 低电平，vO 低电平;
(1-2) 动态：v’I(A)超过阈值
(1-3) 触发条件：
v'I
(
A)
VTH
(VT
VD )
R2 R1 R2
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§10.2 施密特触发器
➢ 触发条件： （“t - 时刻”）
“一触即发”的 千钧一发之刻！
vI ' VTH
R1
R2 R2
VT
VT
R1
R2 R2
VTH
(1
R1 R2
)VTH
VT+ 被称为“正向阈值电压”
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§10.2 施密特触发器 输出电平从低到高变化过程
稳态：确定输入为0时电路的状态（即电路中各点的电压值）
数字电路与系统
第十章 脉冲波形的产生和整形 Part 1
1
第十章@第五版 习题
第五版
10.4; 10.6; 10.9; 10.10 10.8; 10.21; 10.23;
10.25 10.27; 10.28; 10.29;
10.22; 10.26
第四版 6.3; 6.6; 6.9; 6.10 6.11; 6.12; 6.14; 6.16
集成施密特触发器
{ }
VDD
(VDD
VT
)
R2 R1 R2
或：以输出端为电位参考点
“ t- 时刻 ”
VTH
R2 R1 R2
VT
R1
R1 R2
VDD
VT- 被称为“负向阈值电压”
VT
R1 R2 R2
VTH
R1 R2
VDD
(1
R1 R2
)VTH
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§6.2 施密特触发器
电压传输特性
vO
VOH
VOL
(1
R1 R2
)VTH
(1
R1 R2
)VTH
0
VTH
VDD vI
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§10.2 施密特触发器 滞洄特性：
回差电压 VT VT VT
调节R1和R2的比值； 思考R2>>R1和R1≥R2电路的工作状态
同相输出与反相输出
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§10.2 施密特触发器
图形符号
对应：同相输出与反相输出
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(2-1) 稳态： vI > VT+ ， vO高电平;
(2-2) 动态： v’I(B) 超过阈值
(2-3) 触发条件：VT- = VTH
R2
v’I(A)
&
v’I(B) G1
1
vO
G2
忽略门电路输入电流
VT
VD
(1
R1 R2
)VTH
(3) 回差电压、滞洄输入-输出特性曲线
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§10.2 施密特触发器
• 另外，考虑vO输出低电平时，
R2
VTH IOL(m ax)
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§10.2 施密特触发器
R2
R1 D v’I(A)
vI
&
1
vO
v’I(B) G1
G2
用门电路组成的施密特触发器（还是有很多种构成形式）
➢ TTL门电路
• 电路特点：
❖ TTL门电路，R1和R2 （输入电阻和反馈电阻）不能过大； ❖ 但当vI和vO存在电压差（ 且vI 大于vO时），会造成G2输出端负载过
动态：并找出输入电压上升过程中电路状态发生转换是由哪一 点的电压控制的。
触发条件：计算该点电压引起电路状态发生变化时所对应的输 入电压值。
同理：对于输出电平从高到低变化的过程
➢ 稳态：确定输入高于 VT+ 时电路的状态。 ➢ 动态：并找出输入电压下降过程中电路状态发生转换是由哪一点的电
压控制的。 ➢ 触发条件：计算该点电压引起电路状态发生变化时所对应的输入电压
• 上升时间 tr • 下降时间 tf
• 占空比 q tW T
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10.1 概述
矩形脉冲波形的产生和整形
➢ 脉冲整形电路： • 施密特触发器 • 单稳态电路
➢ 脉冲振荡电路： • 多谐振荡器
➢ 应用：555定时器电路
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10.1 概述
学习方法
➢ 电路特点 ➢ 工作原理
• 定性分析：稳态（静态）、转换态（动态） • 定量计算（或 估算）：依据 触发条件、充放电回路