• 本章简略记录。

8.1 单稳态触发器(脉冲触发)

  • 单稳态触发器 应用于 :(1)脉冲整型(2)脉冲延时 (3)定时

  • 单稳态触发器的工作特性:

    • 没有触发脉冲作用时,电路处于一种稳定状态。
    • 脉冲触发作用下,电路由稳态变化到暂稳态。暂稳态不能长时间保持。
    • 暂稳态的持续时间取决于电路的RC参数。

8.1.1 微分型单稳态触发器(CMOS)

  • 单稳态触发器 = 逻辑门 + RC电路

  • RC电路的连接方式 决定了 :(1)微分型单稳态电路(2)积分型单稳态电路

  • 微分型单稳态电路,有两种形式(如下图所示):(1)与非+非 (2)或非 + 非
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  • 原本的 V I V_I VI输入脉冲,经过微分型单稳态电路后,到 V O V_O VO,脉冲宽度被延长。

  • 逻辑门组成的单稳态触发器的缺点(1)触发方式单一(2)输出脉宽稳定性差(3)调节范围小。

8.1.2 集成单稳态触发器

  • 集成单稳态触发器,分为:(1)可重复触发(响应新的触发脉冲,刷新输出脉宽的起始时间点)(2)不可重复触发(不响应新的触发脉冲,必须等前一个触发的输出脉宽结束)

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(1)不可重复触发(TTL 74121)

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(2)可重复触发(CMOS MC14528)

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8.1.3 单稳态触发器的应用

(1)定时

  • 定时时间是 单稳态输出信号的暂稳态持续时间。
  • 暂稳态时间,作为开窗时间。
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(2)延时

  • 两个单稳态触发器,电容电阻的配置不同,暂稳态持续时间不同。
  • 前一个单稳态触发器的输出信号,经过延时,作为第二个单稳态触发器的输入。
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(3)消除噪声

  • 单稳态触发器+D触发器
  • 74121不可重复触发
  • V I V_I VI为低电平时,D触发器被复位, V O = 0 V_O=0 VO=0
  • V I V_I VI为高电平时,在 Q ‾ \overline{Q} Q跳变到稳态1时,产生上升沿,D触发器获取此时 V I = 1 V_I=1 VI=1 V O = 1 V_O=1 VO=1
  • 消除噪声的重要原因:噪声的持续时间 小于 单稳态触发器的暂稳态持续时间,不会被传递到 V O V_O VO
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8.2 施密特触发器(电平触发)

  • 波形变换,幅度鉴别
  • 适用于缓慢变化的电平信号,电压达到某一值,施密特触发器的输出就会发生跳变。
  • 施密特触发器,内部有正反馈电路,输出电压波形 上升下降陡直。
  • 电压上升阈值 V T + V_{T+} VT+
  • 电压下降阈值 V T − V_{T-} VT

8.2.1 门电路构成施密特触发器

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8.2.2 集成施密特触发器

  • CMOS型,集成施密特触发器 CC40106
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8.2.3 施密特触发器的应用

(1)波形变换

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(2)波形整形

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(3)抗干扰

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(4)幅度鉴别

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8.3 多谐振荡器(无稳态电路)

  • 接通电源后,自激振荡,产生一定频率和一定幅值的矩形波。
  • 核心是 电容的充电和放电。

8.3.1 门电路构成多谐振荡器

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  • 输入电压和输出电压的波形
  • 输出电压有两个暂稳态,充电过程或者放电过程。
  • 门电路构成的多谐振荡器, V T H V_{TH} VTH易受温度和电压,干扰的影响,频率稳定性差。
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8.3.2 施密特触发器构成波形产生电路

  • 需要电容C和电阻R。
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8.3.3 石英晶体振荡器

  • 稳定性高。
  • 选频特性非常好。极为稳定的串联谐振频率 f s f_s fs,其他频率会被晶体衰减。
  • 等效品质因数Q值很高。
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8.4 555定时器

  • 555定时器:模拟+数字,中规模集成电路。
  • 555定时器 应用于 信号的产生和变换,控制和检测电路。

8.4.1 结构

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8.4.2 555定时器组成施密特触发器


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8.4.3 555定时器组成单稳态触发器

(1)不可重复触发

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(2)可重复触发

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8.4.4 555定时器构成多谐振荡器


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