电子技术基础课件第六章优秀课件

1、电路
vO1 & vI
vO2 &
vc R
vO1
vO2
1
1
vc R vI
与非门构成的微分型单稳态触发器 或非门构成的微分型单稳态触发器
2、工作原理
Cd
vI
Rd
VDD
G1
R G2
1 vO1
1
vO
C
a) 没有触发信号时，电路处于一种稳态
vI
0
t b)外加触发信号后，电路
vd
进入暂稳态
0
t
v O1
2、石英晶体振荡器应用
石英 晶体 振荡器
vO 1
CP
1J
＞ C1
1K VCC
CP Q 1 2
& 1
Q
&
Q
2
6.3 施密特触发器
6.3.1 施密特触发器的结构及工作原理 6.3.2 施密特触发器的应用
6.3 施密特触发器
施密特触发器的工作特点：
① 施密特触发器属于电平触发器件，适用于缓慢变化的信号，
，Rs>>R (一般取 Rs=10R )。
6.2.3 石英晶体振荡器
1、石英晶体振荡器电路
G1
G2
由门电路组成的多谐振荡器， 1
C1
1
周期 T 取决于R C 和 Vth，
频率稳定性较差。
R
C2
R
石英晶体振荡器
R：使反相器工作在线性放大区 C1：两个反相器间的耦合 C2：抑制高次谐波，以保证稳定的频率输出。 优点：振荡频率稳定性高，常用作基准信号源
0 v I2
V TH
0
vO
tW
tW
0
微分型单稳态触发器各点电压波形
t vI
vo1
v R
vO2
t
c)电容vR放电v，O2电路v由O1 暂稳 t 态自动返回到稳态
3、主要参数的计算
(1) 输出脉冲宽度tw
t
R(t)=VR()＋[VR(0+)－VR()] e
R(0+) = 0
vI `
R() =VDD =RC
tpi vO1
vDD
t
tw
RCln VDD VDD Vth
tw≈0.7RC
vDD+vvvDRDth
vO2
vth
t t
(2) 恢复时间tre
tw
t1
t2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
t
(3) 最高工作频率 fmax
fmax
1 Tmin
1 tw tre
G1输入的触发脉冲的宽 度可以是任意的吗？
在暂稳态结束(t= t2)瞬 间，门G2的输入电压R达 到VDD+VT，可能损坏G2 门，怎么办？
& ≥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：外接电容
R：外接电阻或采用内部电阻
74121功能表
A1 A2 B Q Q
L HLH L HLH
L LH
HH LH
H
H
HH
H
L
L
VCC
多谐振荡器
多谐振荡器电路应由哪几部分组成？
延时环节
开 关 电 路
开关器件：产生高、低电平；
反馈延迟环节：利用RC电 路的充放电特性实现延时，将 输出电压恰当地反馈给开关器 件使之改变输出状态，以获得 所需要的振荡频率。
6.2.2 非对称式多谐振荡器
1、电路组成 开关器件：逻辑门电路
反馈延迟环节：R、C 电路
电子技术基础课件 第六章
学习目的与要求
1、理解单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触 发器的工作原理。 2、熟悉常用的集成单稳态触发器。
3、掌握典型的555定时器。
6.1 单稳态触发器 6.1.1 概述
1、单稳态触发器的工作特点：
① 电路有一个稳态，一个暂稳态。
② 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;
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
6.1.4 单稳态触发器的应用
1、脉冲整形
vI
0
t
vO
0
t
2、脉冲延时
vI `
tpi
vO1
t
vDD
vDD+ vvtRh
vDD
Cd
vI
Rd
VDD
G1
R G2
1 vO1
1
vO
C
6.1.3 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)
不可重复触发的集成单稳态触发器 74121
Cext
Rext
Rext/Cext Rint
B
G1
A1
&
A2
G4 &
a G2 &
G5
G6
vO2
t
vth
t
tw
t1
t2
t
3、脉冲定时
CP
0
vI
0
Q
0
vO
0
vI
单 稳 态 触 发 器Q
CP
& vO
t
t
Tw
t
t
6.2 多谐振荡器 6.2.1 对称式多谐振荡器 6.2.2 非对称式多谐振荡器 6.2.3 石英晶体振荡器
6.2 多谐振荡器 6.2.1 概 述
多谐振荡器是一种自激振荡器，电路在接通电源后无需外 接触发信号就能产生一定频率和幅值的矩形波脉冲波或方波。
TN
D3
vO1
1
R D4
G2 TP
vO2
TN
0
+VDD
VC C
t
t
t1
t2
t
vO1 = 0，vO2 = 1
Vth=VON=VOFF=VDD/2
(2) 第二暂稳态及电路 自动翻转过程
vI
vO1
vO
D1
vI D2
vO1
VDD 0
vI
VDD Vth
0
vO2
VDD 0
G1 TP
TN
D3
vO1
0
R D4
G2 TP
t
TT1T2RlCn (VDD VV D 2th D )Vth 0
T1 T2
t1
t2
t
T＝RC1n4≈1.4RC
4、加补偿电阻的CMOS多谐振荡器
R RON(P)+RON(N)
G1
G2
vI 1 vO1 1
vO
C C分布（分布电容）
RS
R C
电源电压波动时，会使振荡频率不稳定。
当
Vth
VDD 2
vO2
TN
1
+VDD
VC C
t
二
t
T1 T2
t1
t2
t
3、振荡周期T的计算
v(t)v( ) v(0)v( ) e t T = T1(充) + T2(放)
t lnv(0)v()
vO1
VDD
v(t) v()
0
T1
R
Cln VDD VDDVth
vI
VDD
Vth 0
t
T2
RClnVDD Vth
vO2
VDD
G1
G2
vI 1 vO1 1
vO
R C
由CMOS门电路组成的多谐振荡器
2、工作原理
D1
v v 假定 O1 = 1， O2 = 0 vI
Vth=VON=VOFF=VDD/2
D2
(1) 第一暂稳态及电路
自动翻转过程
vO1
VDD
v
v v
0
I
O1
O2
vI
VDD
Vth
0
进入第二暂稳态
vO2
VDD
0
G1 TP
③ 电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长久保持, 经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的 持续时间仅取决于RC电路的参数值。
2、单稳态触发器的组成：
由门电路和 RC电路组成
3、单稳态触发器的分类
根据RC电路的不同接法单稳态触发器 分为微分型和积分型两大类。
6.1.2 门电路组成的微分型单稳态触发器