触发器的工作原理_第1页
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文档简介

1、斯密特触发器 斯密特触发器波形图1斯密特触发器又称斯密特与非门,是具有滞后特性的数字传输门。该器件既可以像普通“与非”门那样工作, 也可以接成斯密特触发器来使用。斯密特触发器具有如下两个特点: 1、电路具有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压和负向阈值电压; 2、与双稳态触发器和单稳态触发器不同,斯密特触发器属于“电平触发型”电路,不依赖于边沿陡峭的脉冲。 它是一种阈值开关电路,具有突变输入输出特性的门电路。这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化(低于某一阈值)而引起的输出电压的改变。 当输入电压由低向高增加,到达V+时,输出电压发生突变,而输入电压Vi由高变低,到达V-时,输出电压发生突变,

2、因而出现输出电压变化滞后的现象,可以看出对于要求一定延迟启动的电路,它是特别适用的。 斯密特触发器原理图2 而从IC内部的逻辑符号和“与非”门的逻辑符号相比就略有不同,它增加了一个类似方框的图形,该图形正是代表斯密特触发器一个重要的滞后特性。滞后特性是指当把输入端并接成非门时,它们的输入、输出特性是:当输入电压V1上升到VT电平时,触发器翻转,输出负跳变;过了一段时间输入电压回降到VT电平时,输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT电平时,输出才翻转至高电平(正跳变),用公式:VTVT=VT 表示,VT称为斯密特触发器的滞后电压。VT与IC的电源电压有关,当电源电压提高时,VT略有增加,

3、一般VT值在3V左右。因斯密特触发器具有电压的滞后特性,常用它对脉冲波形整形,使波形的上升沿或下降沿变得陡直;有时还用它作电压幅度鉴别,在数字电路中它也是很常用的器件。电路结构 斯密特触发器把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接,即可构成基本RS触发器,其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q。 工作原理 基本RS触发器的逻辑方程为: 根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系: 1.当R端无效,S端有效时,则Q=0,Q=1,触发器置1。 2.当R端有效、S端无效时,则Q=1,Q=0,触发器置0。 如上所述,当触发器的两个输入端加入不同逻辑电平时,它

4、的两个输出端Q和Q有两种互补的稳定状态。一般规定触发器Q端的状态作为触发器的状态。通常称触发器处于某种状态,实际是指它的Q端的状态。Q=1、Q=0时,称触发器处于1态,反之触发器处于0态。S=0,R=1使触发器置1,或称置位。因置位的决定条件是S=0,故称S 端为置1端。R=0,S=1时,使触发器置0,或称复位。 同理,称R端为置0端或复位端。若触发器原来为1态,欲使之变为0态,必须令R端的电平由1变0,S端的电平由0变1。这里所加的输入信号(低电平)称为触发信号,由它们导致的转换过程称为翻转。由于这里的触发信号是电平,因此这种触发器称为电平控制触发器。从功能方面看,它只能在S和R的作用下置0

5、和置1,所以又称为置0置1触发器,或称为置位复位触发器。其逻辑符号如图7.2.1(b)所示。由于置0或置1都是触发信号低电平有效,因此,S端和R端都画有小圆圈。 3.当RS端均无效时,触发器状态保持不变。 触发器保持状态时,输入端都加非有效电平(高电平),需要触发翻转时,要求在某一输入端加一负脉冲,例如在S端加负脉冲使触发器置1,该脉冲信号回到高电平后,触发器仍维持1状态不变,相当于把S端某一时刻的电平信号存储起来,这体现了触发器具有记忆功能。 4.当RS端均有效时,触发器状态不确定 在此条件下,两个与非门的输出端Q和Q全为1,在两个输入信号都同时撤去(回到1)后,由于两个与非门的延迟时间无法确定,触发器的状态不能确定是1还是0,因此称这种情况为不定状态,这种情况应当避免。从另外一个角度来说,正因为R端和S端完成置0、置1都是低电平有效,所以二者不能同时为0。 此外,还可以用或非门的输入、输出端交叉连接构成置0、置1触发器,其逻辑图和逻辑符号分别如图7.2.2(a)和7.2.2(b)所示。这种触发器的触发信号是高电平有效,因此在逻辑符号的S端和R端没

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