用門(mén)電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器課件

復(fù)習(xí)觸發(fā)器有什么特點(diǎn)？請(qǐng)畫(huà)出與非門(mén)實(shí)現(xiàn)的基本RS觸發(fā)器的電路圖。請(qǐng)列出基本RS觸發(fā)器的功能表。什么叫現(xiàn)態(tài)？次態(tài)？基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)方式？6/8/20231第5章脈沖波形的產(chǎn)生與變換

脈沖信號(hào)：指突然變化的電壓或電流。脈沖電路的研究重點(diǎn)：波形分析。數(shù)字電路的研究重點(diǎn)：邏輯功能。

獲得脈沖波形的方法主要有兩種：

1．利用脈沖振蕩電路產(chǎn)生；

2．是通過(guò)整形電路對(duì)已有的波形進(jìn)行整形、變換，使之符合系統(tǒng)的要求。

6/8/20232以下主要討論幾種常用脈沖波形的產(chǎn)生與變換電路：（功能、特點(diǎn)及其主要應(yīng)用簡(jiǎn)介）

1.

施密特觸發(fā)器：主要用以將非矩形脈沖變換成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脈沖；

2.

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：主要用以將脈沖寬度不符合要求的脈沖變換成脈沖寬度符合要求的矩形脈沖；

3.

多諧振蕩器：產(chǎn)生矩形脈沖；

4.

555定時(shí)器。6/8/20233主要用途：把變化緩慢的信號(hào)波形變換為邊沿陡峭的矩形波。

特點(diǎn)：

⑴電路有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。兩種穩(wěn)定狀態(tài)的維持和轉(zhuǎn)換完全取決于外加觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)方式：電平觸發(fā)。⑵電壓傳輸特性特殊，電路有兩個(gè)轉(zhuǎn)換電平（上限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT+和下限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT－）。⑶狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí)有正反饋過(guò)程，從而輸出邊沿陡峭的矩形脈沖。

返回5.1施密特觸發(fā)器6/8/202345.1.1

用門(mén)電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器

返回1.電路組成

兩個(gè)CMOS反相器，兩個(gè)分壓電阻。用集成門(mén)電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器（a）電路（b）邏輯符號(hào)6/8/202352.工作原理

（1）工作過(guò)程設(shè)CMOS反相器的閾值電壓UTH=VDD/2，輸入信號(hào)uI為三角波。6/8/20236當(dāng)uI=0V時(shí)，G1截止、G2導(dǎo)通，輸出為UOL，即uO=0V。只要滿足uI1＜UTH，電路就會(huì)處于這種狀態(tài)（第一穩(wěn)態(tài)）。當(dāng)uI上升，使得uI1=UTH時(shí)，電路會(huì)產(chǎn)生如下正反饋過(guò)程：6/8/20237電路會(huì)迅速轉(zhuǎn)換為G1導(dǎo)通、G2截止，輸出為UOH，即uO=VDD的狀態(tài)（第二穩(wěn)態(tài)）。此時(shí)的uI值稱(chēng)為施密特觸發(fā)器的上限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT+。顯然，uI繼續(xù)上升，電路的狀態(tài)不會(huì)改變。6/8/20238如果uI下降，uI1也會(huì)下降。當(dāng)uI1下降到UTH時(shí)，電路又會(huì)產(chǎn)生以下的正反饋過(guò)程：電路會(huì)迅速轉(zhuǎn)換為G1截止、G2導(dǎo)通、輸出為UOL的第一穩(wěn)態(tài)。此時(shí)的uI值稱(chēng)為施密特觸發(fā)器的下限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT－。uI再下降，電路將保持狀態(tài)不變。6/8/20239（2）工作波形與電壓傳輸特性

施密特觸發(fā)器將三角波uI變換成矩形波uO。施密特觸發(fā)器的工作波形及電壓傳輸特性（a）工作波形（b）電壓傳輸特性3.重要參數(shù)上限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT+

下限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT－

回差ΔUT=UT+－UT－（通常UT+＞UT－）改變R1和R2的大小可以改變回差ΔUT

6/8/202310集成施密特觸發(fā)器的UT+和UT－的具體數(shù)值可從集成電路手冊(cè)中查到。

如CT74132的UT+＝1.7V、UT－＝0.9V，所以，ΔUT＝UT+—UT－＝1.7V—0.9V＝0.8V。

5.1.2

集成施密特觸發(fā)器及其應(yīng)用

1.

施密特反相器

TTL的74LS14和CMOS的CC40106均為六施密特觸發(fā)的反相器。下面以CC40106為例說(shuō)明其功能。

返回6/8/202311施密特觸發(fā)反相器(a)原理框圖

(b)電壓傳輸特性

(c)邏輯符號(hào)

為了提高電路的性能，電路在施密特觸發(fā)器的基礎(chǔ)上，增加了整形級(jí)和輸出級(jí)。整形級(jí)可以使輸出波形的邊沿更加陡峭，輸出級(jí)可以提高電路的負(fù)載能力。

6/8/2023122.施密特觸發(fā)與非門(mén)電路

為了對(duì)輸入波形進(jìn)行整形，許多集成門(mén)電路采用了施密特觸發(fā)形式。比如CMOS的CC4093和TTL的74LS13就是施密特觸發(fā)的與非門(mén)電路。

施密特觸發(fā)與非門(mén)的邏輯符號(hào)6/8/2023131.波形變換將變化緩慢的波形變換成矩形波（如將三角波或正弦波變換成同周期的矩形波）。波形變換

施密特觸發(fā)器的應(yīng)用返回6/8/2023