CMOS門(mén)電路的特殊用法實(shí)用學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1CMOS門(mén)電路的特殊用法門(mén)電路的特殊用法(yn f)實(shí)用實(shí)用第一頁(yè)，共55頁(yè)。第1頁(yè)/共55頁(yè)第二頁(yè)，共55頁(yè)。第2頁(yè)/共55頁(yè)第三頁(yè)，共55頁(yè)。R1C振蕩電容。設(shè)在t0的時(shí)刻(shk)，電容器C開(kāi)始向電阻R1放電，然后電源UDD又對(duì)C進(jìn)行充電，充電途徑為UDDR1CUSS。于是，隨著電容器周期性的充、放電，便形成了振蕩。圖2-1-1 兩級(jí)反相式阻容振蕩器a）振蕩電路 b）工作(gngzu)波形第3頁(yè)/共55頁(yè)第四頁(yè)，共55頁(yè)?？毡鹊扔?0%的方波T2R1Cln32.2R1C f 10.455RC 第4頁(yè)/共55頁(yè)第五頁(yè)，共55頁(yè)。 第5頁(yè)/共55頁(yè)第六頁(yè)，共55頁(yè)。第6頁(yè)/共55頁(yè)第

2、七頁(yè)，共55頁(yè)。振蕩電阻由固定電阻Rl、電位器RP串聯(lián)而成。調(diào)節(jié)RP的阻值RRP，可改變振蕩頻率。圖2-1-2 三級(jí)反相頻率可調(diào)式阻容振蕩器a）振蕩電路 b）工作(gngzu)波形第7頁(yè)/共55頁(yè)第八頁(yè)，共55頁(yè)。 1RP0.455()RRC3120.455(100 100 10 ) 1000 10第8頁(yè)/共55頁(yè)第九頁(yè)，共55頁(yè)。 第9頁(yè)/共55頁(yè)第十頁(yè)，共55頁(yè)。第10頁(yè)/共55頁(yè)第十一頁(yè)，共55頁(yè)。 第11頁(yè)/共55頁(yè)第十二頁(yè)，共55頁(yè)。第12頁(yè)/共55頁(yè)第十三頁(yè)，共55頁(yè)。第13頁(yè)/共55頁(yè)第十四頁(yè)，共55頁(yè)。、VD2導(dǎo)通，VDl截止，電容器C經(jīng)過(guò)VD2向R2放電。R2是可變電阻，專(zhuān)門(mén)

3、調(diào)整放電時(shí)間t2，t2與R2成正比。若忽略二極管的正向?qū)娮瑁?人為地改變RC振蕩器的放電(fng din)時(shí)間t2（或充電時(shí)間t1），使得t1t2，從而獲得不同占空比的矩形波輸出。通過(guò)硅高速開(kāi)關(guān)二極管VDl、VD2把電容器C的充、放電(fng din)回路隔離開(kāi)，使二者互不影響，以便單獨(dú)調(diào)整放電(fng din)時(shí)間t2。圖圖2-2-1 由由CMOS門(mén)電路構(gòu)成矩形波發(fā)生器的電路門(mén)電路構(gòu)成矩形波發(fā)生器的電路第14頁(yè)/共55頁(yè)第十五頁(yè)，共55頁(yè)。617.8kHz。 第15頁(yè)/共55頁(yè)第十六頁(yè)，共55頁(yè)。第16頁(yè)/共55頁(yè)第十七頁(yè)，共55頁(yè)。 利用CMOS定時(shí)器（亦稱(chēng)時(shí)基電路）ICM7555，也

4、可組成占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生器。其主要特點(diǎn)是占空比與振蕩頻率之間彼此獨(dú)立(dl)，互不影響、且占空比第17頁(yè)/共55頁(yè)第十八頁(yè)，共55頁(yè)。 第18頁(yè)/共55頁(yè)第十九頁(yè)，共55頁(yè)。第19頁(yè)/共55頁(yè)第二十頁(yè)，共55頁(yè)。第20頁(yè)/共55頁(yè)第二十一頁(yè)，共55頁(yè)。第21頁(yè)/共55頁(yè)第二十二頁(yè)，共55頁(yè)。 石英晶體是將天然石英晶體是將天然或人造的石英單晶或人造的石英單晶（即水晶）沿一定（即水晶）沿一定方向切割后制成的方向切割后制成的，它具有壓電效應(yīng)，它具有壓電效應(yīng)，加電壓，加電壓(diny)(diny)后能產(chǎn)后能產(chǎn)生穩(wěn)定度極高的晶生穩(wěn)定度極高的晶振頻率。振頻率。a）符號(hào) b）等效電路 c）阻抗-頻率特性

5、第22頁(yè)/共55頁(yè)第二十三頁(yè)，共55頁(yè)。第23頁(yè)/共55頁(yè)第二十四頁(yè)，共55頁(yè)。 典型的晶振電路如圖典型的晶振電路如圖2-3-2所示，包括石所示，包括石英晶體英晶體A，反相器，反相器D1和和D2、偏置電阻、偏置電阻Rf，振蕩電容，振蕩電容C1、C2。C2為頻率微調(diào)電容。為頻率微調(diào)電容。D1與與Rf組成反相組成反相放大器，利用放大器，利用Rf可將可將D1偏置在線性放偏置在線性放大區(qū)，大區(qū)，Rf一般取一般取5.130M，典型值為，典型值為10M。石英晶體在并聯(lián)諧振石英晶體在并聯(lián)諧振(xizhn)時(shí)呈感性時(shí)呈感性，其等效電感，其等效電感L0與電容器與電容器C1、C2構(gòu)成構(gòu)成正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)。該電路屬于

6、柯?tīng)柶て澱答佭x頻網(wǎng)絡(luò)。該電路屬于柯?tīng)柶て澥剑措娙萑c(diǎn)式）振蕩器，調(diào)整式（即電容三點(diǎn)式）振蕩器，調(diào)整C2可使振蕩頻率達(dá)到標(biāo)稱(chēng)值?？墒拐袷庮l率達(dá)到標(biāo)稱(chēng)值。第24頁(yè)/共55頁(yè)第二十五頁(yè)，共55頁(yè)?？梢越邮静ㄆ鱽?lái)觀察晶振輸出波形。倘若把儀器接到Dl輸出端，就可能改變晶振頻率及波形，甚至造成停振。第25頁(yè)/共55頁(yè)第二十六頁(yè)，共55頁(yè)。n廣。第26頁(yè)/共55頁(yè)第二十七頁(yè)，共55頁(yè)。第27頁(yè)/共55頁(yè)第二十八頁(yè)，共55頁(yè)。1. 由CD4060構(gòu)成(guchng)的秒基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器 圖圖2-3-3CD4060的引腳排列的引腳排列(pili)及典型應(yīng)用電路及典型應(yīng)用電路a）引腳排列）引腳排列(pili)b

7、）典型應(yīng)用電路）典型應(yīng)用電路第28頁(yè)/共55頁(yè)第二十九頁(yè)，共55頁(yè)。第29頁(yè)/共55頁(yè)第三十頁(yè)，共55頁(yè)。第30頁(yè)/共55頁(yè)第三十一頁(yè)，共55頁(yè)。第31頁(yè)/共55頁(yè)第三十二頁(yè)，共55頁(yè)。2. 由石英鐘表集成電路(jchng-dinl)構(gòu)成的秒基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器 5G55445G5544是國(guó)產(chǎn)石英鐘表是國(guó)產(chǎn)石英鐘表集成電路。它是由低集成電路。它是由低壓壓CMOSCMOS工藝制成的工藝制成的，功耗極微。輸出端，功耗極微。輸出端能直接驅(qū)動(dòng)永磁式步能直接驅(qū)動(dòng)永磁式步進(jìn)電機(jī)，再配以齒輪進(jìn)電機(jī)，再配以齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和表針，制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和表針，制成石英鐘。成石英鐘。第32頁(yè)/共55頁(yè)第三十三頁(yè)，共55頁(yè)。2. 由石

8、英鐘表集成電路構(gòu)成的秒基準(zhǔn)(jzhn)信號(hào)發(fā)生器 圖圖2-3-5 5G5544的時(shí)序的時(shí)序(sh x)波形波形第33頁(yè)/共55頁(yè)第三十四頁(yè)，共55頁(yè)。2. 由石英鐘表(zhngbio)集成電路構(gòu)成的秒基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器 圖圖2-3-6 由由5G5544構(gòu)成構(gòu)成(guchng)的秒信號(hào)發(fā)生器電路的秒信號(hào)發(fā)生器電路S為鬧時(shí)開(kāi)關(guān)，用來(lái)“定鬧”。S閉合時(shí)，當(dāng)鐘表時(shí)間與定鬧時(shí)間一致時(shí)，從ALO端輸出的鬧鈴脈沖經(jīng)過(guò)VT2（3DG6）驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷蜂鳴器BZ發(fā)聲。第34頁(yè)/共55頁(yè)第三十五頁(yè)，共55頁(yè)。 第35頁(yè)/共55頁(yè)第三十六頁(yè)，共55頁(yè)。第36頁(yè)/共55頁(yè)第三十七頁(yè)，共55頁(yè)。3. 由電波(din b)表構(gòu)

9、成的秒基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器第37頁(yè)/共55頁(yè)第三十八頁(yè)，共55頁(yè)。3. 由電波表構(gòu)成(guchng)的秒基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器第38頁(yè)/共55頁(yè)第三十九頁(yè)，共55頁(yè)。第四節(jié) CMOS門(mén)電路的使用技巧第39頁(yè)/共55頁(yè)第四十頁(yè)，共55頁(yè)。第40頁(yè)/共55頁(yè)第四十一頁(yè)，共55頁(yè)。 第41頁(yè)/共55頁(yè)第四十二頁(yè)，共55頁(yè)。 第42頁(yè)/共55頁(yè)第四十三頁(yè)，共55頁(yè)。第43頁(yè)/共55頁(yè)第四十四頁(yè)，共55頁(yè)。圖圖2-4-3 門(mén)控振蕩器的典型門(mén)控振蕩器的典型(dinxng)電路電路圖圖2-4-4 蜂鳴器電路蜂鳴器電路(dinl)通過(guò)改變控制門(mén)輸入端的電平(din pn)，來(lái)決定振蕩器的工作狀態(tài)（起振或停振），當(dāng)控制端電壓UC1（高電平(din pn)）時(shí)D1被打開(kāi)，電路起振；基于二級(jí)反相阻基于二級(jí)反相阻容振蕩器容振蕩器基于三級(jí)反基于三級(jí)反相阻容振蕩相阻容振蕩器器第44頁(yè)/共55頁(yè)第四十五頁(yè)，共55頁(yè)。第45頁(yè)/共55頁(yè)第四十六頁(yè)，共55頁(yè)。 第46頁(yè)/共55頁(yè)第四十七頁(yè)，共55頁(yè)。 圖圖2-4-6聲光報(bào)警電路聲光報(bào)警電路(dinl)的各級(jí)振蕩波形的各級(jí)振蕩波形第47頁(yè)/共55頁(yè)第四十八頁(yè)，共55頁(yè)。第48頁(yè)/共55頁(yè)第四十九頁(yè)，共55頁(yè)。 圖圖2-4-7 開(kāi)機(jī)開(kāi)機(jī)(ki