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文档简介
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=
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