数电22(单稳态触发器).ppt

1.数字逻辑概论,2.逻辑代数与硬件描述语言概述,3.逻辑门电路,4.组合逻辑电路,5.锁存器与触发器,6.时序逻辑电路,7.存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列,9.模数与数模转换器,8.脉冲波形的变换与产生,8.1 单稳态触发器,8.2 施密特触发器,8.3 多谐振荡器,8.4 555定时器及其应用,8 脉冲波形的变换与产生,8.1单稳态触发器,8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器,8.1.2 集成单稳态触发器,8.1.3 单稳态触发器的应用,电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。,工作特点：,在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;暂稳态是一种不能长期保持的状态。,由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动由暂稳态返回到稳态。暂稳态的持续时间仅与RC参数值有关。,8.1单稳态触发器,门电路组成的单稳态触发器,MSI集成单稳态触发器,不可重复触发单稳态触发器,可重复触发单稳态触发器,用555定时器组成的单稳态触发器,按电路形式不同,分类,工作特点划分,8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器,1.电路,CMOS与非门构成的微分型单稳态触发器,CMOS或非门构成的微分型单稳态触发器,稳态为1,负脉冲触发,稳态为0,正脉冲触发,R,C,vI,vO,vC,i,o,t,5,o,t,5,-5,t1,t2,+-,tP,tP,微分电路的条件,(1)tp(一般 0.2tP)；,(2)从电阻R两端 输出电压。,微分电路,补充复习：,+-,+-,注意：电容两端电压不能突变！其电压变化只能通过充放电完成！,电路处于一种稳态：,0,0,1,1,0,设定CMOS反相器的阈值电压,工作原理：,假定电路没有上电时，vc=0；刚上电时，vc=0保持；同时，vI=0；此时，电路类似于双稳态存储单元电路。,且CMOS门输入端输入电流很小，忽略不计,b)外加触发信号（即vI加正脉冲）,vd=VTH,产生如下正反馈过程：,电路进入暂稳态,1,0,注：vc=0,0,此时，vd再变为0，暂稳态也不变化,1,c)电容C充电,0,vI2=VTH,产生如下正反馈过程：,0,1,0,(此时一般vI=vd=0),vI2=vo1+vC，且电容两端电压不能突变,电路由暂稳态自动返回到稳态,vc=0,c)电容C放电,0,1,tw0.7RC,（1）输出脉冲宽度tw,(2)恢复时间tre,tre 3d,(3)最高工作频率 fmax,3、主要参数的计算,vC(0+)=0；vC()=VDD=RC,VTH=VDD/2,=RCln2,4.讨论,b)用TTL门电阻R的取值可以是任意的吗？,a)在暂稳态结束(t=t2)瞬间，门G2的输入电压I2达到VDD+VTH，可能损坏G2门，怎么办？,采用TTL与非门构成单稳电路时，电阻R要小于0.7k。,8.1.2 集成单稳态触发器,不可重复触发,可重复触发,被重复触发,1.不可重复触发的集成单稳态触发器 74121,触发信号控制电路,微分型单稳触发器,电路的连接：,R：外接电阻或采用内部电阻,C：外接电容,输出脉冲宽度：tw0.7RC,电路的不可重复触发特性,(1)工作原理,在暂稳态期间即使有触发信号输入,但由于G4门在此期间关闭，不会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器,1,0,0,0,74121功能表,逻辑功能表,8.1.3 单稳态触发器的应用,1.定时,该电路可用于频率计,2.延时,3.组成噪声消除电路,单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度而小于信号脉宽，才可消除噪声。,如用vI作为下降沿触发的计数器触发脉冲,干扰加入,就会造成计数错误.,2、CMOS或非门,两个PMOS管串联，,两个输入端A、B分别与一个NMOS和一个PMOS管的栅极相连。,A=B=0时：TP1、TP2导通，TN1、TN2截止，输出高电平。,工作原理：,两个NMOS管并联,A、B中有一个为1时，TP1、TP2中有一个截止，TN1、TN2中有一个导通，输出低电平。,两个PMOS管串联，,两个输入端A、B分别与一个NMOS和一个PMOS管的栅极相连。,工作原理：,两个NMOS管并联,2、CMOS或非门,