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《数字电路第八章脉冲的变与换》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第8章脉冲波形的 变换与产生本章内容和要求■主要内容讨论几种脉冲波形的变换和产生电路:单稳态触发器，施密特触发器,多谐振荡器,定时器等。■教学要求掌握多谐振荡器,施密特触发器,单稳态触发器的电路构成和原理。掌握定时器的功能和具体应用。8.1单稳态触发器单稳态触发器与前面介绍的触发器不同，它具有下述特点：1、电路有一个稳态、一个暂稳态,没有触发信号作用时电路处于稳态。2、在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态，暂稳态不能长久保持。3、暂稳态维持一段时间后，会自动回到稳态，它的持续时间取决于延时环节RC电路的参数值。 单稳态触发器的这些特点广泛应用于脉冲波形的变
2、换、定时与延时中。8.1.1用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器1、电路组成及工作原理&VO1G1G2VI与非门及非门构成(a)≧1VO1G1G2VI图8·1·1微分型单稳态触发器或非门及非门构成(b)CdCdRd1VOCRD1VOCRDVDDRd微分型单稳态触发器可由逻辑门和RC电路组成，由于构成单稳态触发器的两个逻辑门是由RC微分电路耦合，故称为微分型单稳态触发器。右图为CMOS门构成的单稳态触发器电路。(a)图有错：Rd下端应接VDD；或不要Cd,直连VI，对TTL门，电路正确。但要求Rd＞RON。微分型单稳态触发器(图b)的工作过程及原理⑵外加触发信号
3、，电路由稳态翻转到暂稳态：vIvo1vDvo设CMOS门电路的电压传输特性理想化，且其反相器的阈值电压VTH≈VDD∕2⑴没有触发信号时，电路处于一种稳态。没有触发信号时，VI为低电平，VD为高电平，电路的稳态是：vo1=VOH,,vo=VOL。注意：vo即G2门输出vo2正反馈过程达到的暂稳态是：vo=VOH,,vo1=VOL微分型单稳态触发器(图b:或非门及非门构成)的工作过程及原理00011≧1VO1G1G2VICd1VOCRDVDDRd1)没有触发信号时，电路处于一种稳态：vo1=VOH,,vo2=VOL。(电容端电压近似为0）vO1vO2vDvIvDDv
4、DDvDD+vthtttttpivthtwt1t2(vo)（3）电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态在暂稳态期间，电源经电阻R和门G1的导通工作管对电容C充电，电路发生下述正反馈过程（设此时触发器脉冲已消失）：C充电vDvovo1☆于是G1门迅速截止，G2门很快导通，电路由暂稳态自动返回至稳态：vo1=VOH,,vo=VOL，电容将通过电阻R放电，使其上的电压恢复到初值。微分型单稳态触发器(图b:或非门及非门构成)的工作过程及原理≧1VO1G1G2VICd1VOCRDVDDRdvO1vO2vDvIvDDvDDvDD+vthtttttpivthtwt1t2vDvO2
5、¯vO1111003)电容放电，电路由暂稳态自动返回到稳态：vo1=VOH,vo2=VOLvo1¯vDvO2¯vI2)外加触发信号后，电路进入暂稳态：vo2=VOH,vo1=VOL；电容开始充电。(vo)电路各点的工作波形图8·1·2微分型单稳态触发器各点工作波形vO1vOvIvDDvDDvDD+vthttttvthtpitwt1t2VD(vo2)2、微分型单稳态触发器主要参数的计算（1）输出脉冲宽度tw输出脉冲宽度tw，也就是暂稳态的维持时间，可以根据VD的波形进行计算。将触发脉冲作用的起始时刻t1作为时间起点，于是有VD(0+)=0,VD(∞)=vDD,τ=R
6、C,代人瞬态过程公式得VD(t)=vDD＋[0－vDD]e－t/τ,当t=tw时，VD(tw)=Vth,代人可求得tw=RC㏑当Vth=VDD/2,则tw≈0.7RC⑵恢复时间tre暂稳态结束后，使电路恢复到初始状态所需要的时间称为恢复时间tre。一般要经过（3～5）τ(τ为放电时间常数）的时间，放电才基本结束，故tre≈3τ。τ≈RC.⑶最高工作频率fmax设触发信号的时间间隔（即周期）为T，为使电路正常工作，应满足T＞（tw＋tre）的条件，即最小时间间隔Tmin=tw＋tre,,因此，单稳态触发器的最高工作频率3.讨论如图8.1.2所示，在暂稳态结束瞬间（t
7、=t2),门G2的输入电压VD达到VDD＋Vth,为避免CMOS门损坏，器件内部设有保护二极管D。当输入脉冲宽度tpi很宽时，可在单稳态触发器的输入端加入Rd、Cd组成的微分电路。如在G2的输出端加入反相器G3则可改善输出波形。若采用TTL与非门构成如图8.1.1a所示的单稳电路时，电阻R要小于0.7kΩ。如果输入端采用Rd、Cd微分电路时，Rd的数值应大于2kΩ。以保证稳态时G2输入为低电平，G1输入为高电平。如用CMOS门，则电阻值不受此限制。图8·1·3宽脉冲触发的单稳电路v0≧111Cdv01v02G2G1RdCvdvIRvDDtpiG3D8.1.2集成单
8、稳态触发器
