数字电路施密特触发器

数字电路施密特触发器第1页，共25页，2023年，2月20日，星期六8.2施密特触发器8.2.1用门电路组成的施密特触发器8.2.2集成施密特触发器8.2.3

施密特触发器的应用第2页，共25页，2023年，2月20日，星期六8.2施密特触发器1、施密特触发器电压传输特性及工作特点：①施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。②电路有两个阈值电压。输入信号增加和减少时，电路的阈值电压分别是正向阈值电压（VT+）和负阈值电压（VT-）。同相输出施密特触发器反相输出施密特触发器

oVT+

vO

VOH

VOL

VT-

vI

第3页，共25页，2023年，2月20日，星期六1、电路组成2、工作原理I18.2.1用门电路组成的施密特触发器R1<R2I为三角波假定：第4页，共25页，2023年，2月20日，星期六

108

6

4

2

0

vI/V

2

4

6

8

10

VOH≈VDD

vO/V

B

vI1001(1)I上升当vI1=0，=0VvO正向阈值电压(VT+):I值在增加过程中，使输出电压产生跳变时所对应I的值。只要

I1

<VTH，则保持=0V

OVTHυI1υo(2)当=VTH，电路发生正反馈：υI1第5页，共25页，2023年，2月20日，星期六vI1(3)

υI1VTH电路,维持不变υO=VOH

,只要υI1>VTH，υI1(4)当υI下降,

也下降则保持=VOHυo当=VTH，电路产生如下正反馈：

υI1第6页，共25页，2023年，2月20日，星期六vI1vovI第7页，共25页，2023年，2月20日，星期六I1例8.2.1电源电压VDD=10V，G1、G2负载电流最大允许值IOHmax=1.3mA,阈值电压VTH=1/2VDD=5V，且R1/R2=0.5（1）求VT+、VT-和ΔVT（2）试选择R1、R2值第8页，共25页，2023年，2月20日，星期六8.2.3

施密特触发器的应用

VT+VT_vT+vT-1.波形变换第9页，共25页，2023年，2月20日，星期六2.

波形的整形第10页，共25页，2023年，2月20日，星期六vovI合理选择回差电压，可消除干扰信号。3.消除干扰信号第11页，共25页，2023年，2月20日，星期六oυI4.

幅度鉴别第12页，共25页，2023年，2月20日，星期六第13页，共25页，2023年，2月20日，星期六8.3多谐振荡器8.3.1由门电路组成的多谐振荡器8.3.2由门电路组成的多谐振荡器8.3.3用施密特触发器构成波形产生电路第14页，共25页，2023年，2月20日，星期六开关电路

RC延时环节多谐振荡器的基本组成：开关器件：产生高、低电平反馈延迟环节（RC电路）：利用RC电路的充放电特性实现延时，输出电压经延时后,反馈到开关器件输入端，改变电路的输出状态,以获得所脉冲波形输出。概述8.3多谐振荡器第15页，共25页，2023年，2月20日，星期六8.3.1由CMOS门电路组成的多谐振荡器

1.电路组成

vID1

D2

TP

TN

vO1

R

C

D4

D3

TP

TN

vOG1

G2

+VDD

VC组成的多谐振荡器.υo1=1,υo=0时,电容充电,υI增加;υo1=0,υo=1时,电容放电,υI下降;υo1与υo2反相,电容接在υo与υI之间:第16页，共25页，2023年，2月20日，星期六

2.工作原理假定电路初态：=1vO1=0vOvC=0V电容充电vCvIvI当=VTH时，迅速使G1导通、G2截止电路进入第二暂态vO=1vO1=0=0vO

1=1vO（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态vIvO1vOvIVDDVTH0ttvOVDD0第17页，共25页，2023年，2月20日，星期六（2）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态电容放电vCvIvI当=VTH时，迅速使得G1截止、G2导通电路返回第一暂稳态υO2=0υ

O1=1

2.工作原理vIvO1vO第18页，共25页，2023年，2月20日，星期六

T＝RC1n4≈1.4RC

由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期T取决于R、C电路和VTH，频率稳定性较差。3.振荡周期的计算vI(0+)0；vC()

VDD=RC,t=t2-t1T1:vI(0+)

VDD；vC()0

=RC,t=t3-t2T2:第19页，共25页，2023年，2月20日，星期六vovIVT+VT_VOLVOHT1T20t0tCvovIR18.3.2用施密特触发器构成波形产生电路第20页，共25页，2023年，2月20日，星期六CvovIR1例8.3.1R=10kΩ，C=0.022μF,VDD=5V,VOH=5V,VOL=0V,VT+=2.75V,VT-=1.67V,试计算输出波形的高电平持续时间tpH、低电平持续时间tpL和占空比qvovIVT+VT_VOLVOHT1T20t0t第21页，共25页，2023年，2月20日，星期六CG2G1G3G41111RRs5000pFvo1400Ω100Ωvo2vRvo3vo8.3.2分析RC环形多谐振荡电路，画出各点波形第22页，共25页，2023年，2月20日，星期六8.3.3石英晶体振荡器1、石英晶体电路符号和选频特性电路符号阻抗特性fXf0电感性电容性电容性当f=f0时,电抗X=