可重复触发集成单稳态触发器与不可重复触发的集成单稳态触发器电子技术
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单稳态触发器特点:电路有一个稳态、一个暂稳态。
在外来触发信号作用下,电路由稳态翻转到暂稳态。
暂稳态不能长久保持,由于电路中RC延时环节的作用,经过一段时间后,电路会自动返回到稳态。
暂稳态的持续时间取决于RC电路的参数值。
单稳态触发器的这些特点被广泛地应用于脉冲波形的变换与延时中。
一、门电路组成的微分型单稳态触发器1. 电路组成及工作原理微分型单稳态触发器可由与非门或或非门电路构成,如下图。
与基本RS触发器不同,(a)由与非门构成的微分型单稳态触发器 (b)由或非门构成的微分型单稳态触发图6.7微分型单稳态触发器构成单稳态触发器的两个逻辑门是由RC耦合的,由于RC电路为微分电路的形式,故称为微分型单稳态触发器。
下面以CMOS或非门构成的单稳态触发器为例,来说明它的工作原理。
⑴ 没有触发信号时,电路处于一种稳态没有触发信号时,为低电平。
由于门输入端经电阻R接至,因此为低电平; 的两个输入均为0,故输出为高电平,电容两端的电压接近0V,这是电路的“稳态”。
在触发信号到来之前,电路一直处于这个状态:, 。
⑵ 外加触发信号,电路由稳态翻转到暂稳态当时,的输出由1 0,经电容C耦合,使,于是的输出v02 =1, 的高电平接至门的输入端,从而再次瞬间导致如下反馈过程:这样导通截至在瞬间完成。
此时,即使触发信号撤除(),由于的作用,仍维持低电平。
然而,电路的这种状态是不能长久保持的,故称之为暂稳态。
暂稳态时,,。
⑶ 电容充电,电路由暂稳态自动返回至稳态在暂稳态期间,电源经电阻R和门的导通工作管对电容C充电,随着充电时间的增加增加,升高,使时,电路发生下述正反馈过程(设此时触发器脉冲已消失):迅速截止,很快导通,电路从暂稳态返回稳态。
, 。
暂稳态结束后,电容将通过电阻R放电,使C上的电压恢复到稳定状态时的初始值。
在整个过程中,电路各点工作波形如图6.8所示。
图6.8 微分型单稳态触发器各点工作波形2. 主要参数的计算(1) 输出脉冲宽度暂稳态的维持时间即输出脉冲宽度,可根据的波形进行计算。
单稳态触发器有哪些_单稳态触发器工作原理介绍
单稳态触发器工作特点①电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。
②在外来触发信号作用下,电路由稳态翻转到暂稳态;
③由于电路中RC延时环节的作用,暂稳态不能长保持,经过一段时间后,电路会自动返回到稳态。
暂稳态的持续时间仅取与RC参数值有关。
单稳态触发器分类按电路形式不同:
1、门电路组成的单稳态触发器
2、MSI集成单稳态触发器
3、用555定时器组成的单稳态触发器
工作特点划分:
1、不可重复触发单稳态触发器
2、可重复触发单稳态触发器电
单稳态触发器工作原理当输入Vi保持高电平时,Ci相当于断开。
输入Vi‘由于Ri的存在而为高电平Vcc。
此时,①若定时器原始状态为0,则集电极输出(7脚)导通接地,使电容C放电、Vc=0,即输入6脚的信号低于2/3Vcc,此时定时器维持0不变。
②若定时器原始状态为1,则集电极输出(7脚)对地断开,Vcc经R向C充电,使Vc 电位升高,待Vc值高于2/3Vcc时,定时器翻转为0态。
结论:单稳态触发器正常工作时,若未加输入负脉冲,即Vi保持高电平,则单稳态触发器的输出V o一定是低电平。
单稳态触发器的工作过程分为下面三个阶段来分析,图为其工作波形图:
①触发翻转阶段:
输入负脉冲Vi到来时,下降沿经RiCi微分环节在Vi’端产生下跳负向尖脉冲,其值低于负向阀值(1/3Vcc)。
由于稳态时Vc低于正向阀值(2/3Vcc),固定时器翻转为1,输出V o为高电平,集电极输出对地断开,此时单稳态触发器进入暂稳状态。
②暂态维持阶段:。
武汉科技大学2022年《电子技术》考研真题与答案解析一、单项选择题1. 某放大电路在负载开路时的输出电压为4V ,接入12k Ω的负载电阻后,输出电压降为3V ,这说明放大电路的输出电阻为()。
A.10k Ω B.2k Ω C.4k ΩD.3k Ω2. 下图1所示电路的基本参数计算中,错误的是( )A. 输出电阻R 0 +∞B. 输入电阻R l =R1C. 反向端电压V n =0D. 电压增益A V =﹣R 2/R1v Ov I 图1 图23. 在上图2所示电路中,稳压管D Z 的稳定电压V Z =6V ,最小稳定电流I Zmlx =5mA ,输入电压V I =12V ,电阻R=100欧,在稳定条件下I L 的数值最大不应超过( )。
A .45mAB .55 mAC .60 mAD .65 mA4. 选择( )可以抑制频率范围为2KHz~1MHz 的信号。
A. 低通滤波电路B.高通滤波电路C. 带通滤波电路D. 带阻滤波电路5. 在整流电路中,设整流电路的输出电流平均值为I0,如果流过每只二极管的电流平均值I D=I0/2,每只二极管的最高反压为√2U,则这种电路是()。
A. 单相半波整流电路B. 单相全波整流电路C. 单相桥式整流电路D. 单相倍压整流电路6. 以下使用不同数制表示的数字中,最小的一个是()。
A. (18)10B. (0001 0011)2C. (24)8D. (15)167. 某组合逻辑电路的输出表达式一定可以表示为,则它是一个()。
A. 数据分配器B. 数据选择器C.编码器D. 译码器8. 以下关于正负逻辑问题的描述中,正确的是()。
A. 有些问题只能用正逻辑解决而不能用负逻辑B. 在工程实践中,不能采用负逻辑体制C. 负逻辑中的高电平用1表示D. 正逻辑中的“与非”逻辑在负逻辑中表现为“或非”逻辑9. D触发器不具有以下哪个功能()。
A. 保持B. 置位C. 复位D. 翻转10. 使用555定时器组成施密特触发器时,以下说法错误的是()。
数字电路--单稳态触发器(2)构成微分电路的条件2.积分电路(1)电路和工作原理二、单稳态触发器1.门电路构成的单稳态触发器(1)微分型单稳态触发器积分型单稳态电路要求触发脉冲信号宽度大于输出脉冲宽度。
采用窄脉冲触发的积分型单稳态电路,对输入脉冲的宽度没有这种限制。
2.集成单稳态触发器(1)非重触发的集成单稳态触发器单稳态触发器在外界触发信号作用下进入暂稳态。
在暂稳态期间,外界再输入触发信号,并不影响电路的暂稳态。
只有当暂稳态过程结束,电路又进入原来的稳态之后,新的触发信号才能使电路再次进入暂稳态,即暂稳态持续时间tW是不变的,这就是非重触发单稳态电路。
(2)可重触发单稳态触发器可重触发单稳态电路与非重触发的集成单稳态触发器不一样,当外界输入触发信号使电路进入暂稳态之后,输入新的触发信号就可延长暂稳态的持续时间,输出脉宽可任意展宽。
常用电磁型继电器的类型及作用电磁型继电器是传统继电保护中的基本原件,也反应于某一个类型的电气量而动作,具体有如下几种类型:1.中间继电器中间继电器的主要作用是,当继电保护系统中需要同时闭合或断开几个回路,或要求比较大的触点容量动作于跳闸等情况时,用中间继电实现信号的扩展和转换,按接线方式分,可分为两种情况,一种是线圈与电压回路并联(并联线圈),另一种是与电流回路串联(串联回路)。
中间继电器一般都是按电磁原理构成。
在结构上,中间继电器一般包括电磁铁、线圈、衔铁、动触点、静触点、反作用弹簧及铁芯等构件,其中磁导体有“∏”或“Ш”等形式。
其作用原理是线圈上电后,电磁铁将产生电磁力吸合衔铁,衔铁带动常开或常闭触点,使其闭合或断开,当外加电压消失后,反作用弹簧将拉动衔铁使其复归原位。
除了电磁式直流中间继电器外,还有交流型的中间继电器,与直流型中间继电器相比,这种继电器可以直接接入电流互感器的二次回路中,接入与否可由其他继电器的触点来控制。
因其直接串接在电流回路中,故有时也称串联中间继电器。
9.4.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器既有TTL 型集成电路,如74121、74122等,也有CMOS 型集成电路,如CC14528、CC4098等。
同时,根据器件工作特性的不同,集成单稳态触发器又可分为不可重复触发型和可重复触发型两类。
★ 不可重复触发型的单稳态触发器,指其输出一旦被触发,进入暂稳态期间,如果再有新的触发信号输入,也不会影响电路的工作过程,必须等暂稳态结束,电路重新进入稳态后,电路才能接受新的触发信号,出现下一次暂稳态。
★ 可重复触发型的单稳态触发器则不同,在电路暂稳态期间,如果再有新的触发信号输入,电路将被重新出发,使得输出暂稳态时间延长,以新的触发信号为起点,再维持一个脉冲宽度的时间。
这两种类型的单稳态触发器的工作波形如图9.4.3所示。
图9.4.3 不可重复触发型和可重复触发型的单稳态触发器的工作波形(a )不可重复触发型 (b )可重复触发型一.不可重复触发型单稳态触发器74121/541211. 逻辑符号和管脚分析74121和54121是典型的不可重复触发型单稳态触发器,两者主要在使用温度、外接电阻大小和使用电源范围等方面有差异,其芯片封装图和逻辑符号相同,如图9.4.4所示。
图9.4.4 不可重复触发型单稳态触发器74121/54121(a )芯片封装图 (b )逻辑符号W t★ 由图9.4.4(a )可知:74121和54121都是DIP (双列直插)14管脚的芯片,其中,14、7管脚为电源端,2、8、12、13管脚为空管脚(标注 ),没有任何功能。
剩余8个管脚均为功能端。
★ 图9.4.4(b )为74121/54121的逻辑符号,其上标注了8个功能端的使用特点。
◆ 2个输出端状态互补,电路正常工作,出现输入激励信号时,两端同时输出暂稳态,且电平相反。
◆ 6个输入端中, 是逻辑信号输入端。
其中:是低有效的触发信号输入端,是高有效的触发信号输入端,三者经过相应逻辑运算,形成后级单稳态触发单元的输入激励信号,用表示,即(表达式中, 的含义,它是指低有效的触发信号 的非形式。
可重复触发集成单稳态触发器与不行重复触发的集成单稳态触发器 - 电子技术
1、不行重复触发的集成单稳态触发器
TTL集成器件74121是一种不行重复触发集成单稳态触发器,其规律图和引脚图分别如图1(a)、(b)所示。
图1(a) TTL集成器件单稳态触发器74121规律图
图1(b) TTL集成器件单稳态触发器74121引脚图
1.电路组成和工作原理
74121由触发信号把握电路、微分型单稳态触发器、输出缓冲电路三部分组成。
将具有迟滞特性的非门G6与G5门合起来看成是一个与或非门,它与G7门及外接电阻Rext(或Rint)、电容Cext即组成微分型单稳态触发器,其电路工作原理与微分型单稳态触发器基本相同。
电路只有一个稳态Q=0,Q=1。
当图中a点有正脉冲触发时,电路进入暂稳Q=1,Q=0。
Q为低电平后使触发信号把握电路中RS触发器的G2门输出低电平,将G4门封锁,这样即使有触发信号输入,在a点也不会产生微分型单稳态触发器的触发信号,只有等电路返回稳态后,电路才会在输入触发信号作用下被再次触发,依据上述分析,电路属于不行重复触发单稳态触发器。
2.触发方式
74121集成单稳态触发器有3个触发输入端,由触发信号把握电路分析可知在下述状况下,电路可由稳态翻转到暂稳态。
其功能表如表1所示。
表1 74121功能表
·若B为高电平,A1、A2中的一个为高电平,输入中有一个或两个产生由1到0的负跳变。
·若A1、A2两个输入中有一个或两个为低电平,B 发生由0到1的正跳变。
3.定时
单稳态电路的定时取决于定时电阻和定时电容的数值。
74121的定时电容连接在芯片的10、11引脚之间。
若输出脉宽较宽,而接受电解电容时,电容C 的正极连接在Cext输出端(10脚)。
对于定时电阻,使用者可以有两种选择:
·接受内部定时电阻(2 kΩ),此时将9号引脚(Rint)接至电源VCC(14脚)。
·接受外接定时电阻(阻值在1.4~40kΩ之间),此时9脚应悬空,电阻接在11、14脚之间。
74121的输出脉冲宽度tW≈0.7RC。
通常R的数值取在2~30kΩ之间,C 的数值取在10pF~10μF之间,得到的取值范围可达到20ns~200ms。
该式中的R可以是外接电阻Rext,也可以是芯片内部电阻Rint(约2kΩ),如期望得到较宽的输出脉冲,一般使用外接电阻。
2、可重复触发集成单稳态触发器
1.电路组成和工作原理
以常用CMOS集成器件MC14528为例,介绍可重复触发单稳态触发器的组成和工作原理。
该器件的规律图和引脚图分别如图2(a)、(b)所
示。
由图2可见,电路主要有三态门,外接积分电路、把握电路组成的积分型单稳态触发器及输出缓冲电路组成。
TR+为下降沿触发输入端,TR-为上升沿触发输入端,RD为置零输入端,低电平有效,Q,Q 为互补输出端。
图2 (a)集成单稳态触发器MC14528规律图
图2 (b)集成单稳态触发器MC14528引脚图
1.RD作用
当RD=0时,v12=0,Tp导通,同时使v07=1,从而使v10=0,TN截至,这样使VDD经Tp很快对电容C 充电,使vC=VDD,这样经G13、G15、G16反相后,Q=0,经G13、G14反相后Q=1。
平常,RD=1,Tp截至。
2.稳态
当TR+=1,TR-=0时,电路处于稳态,输出Q=0,Q=1,这是由于TR +=1和TR-=0,vOG2=1,当合上电源时,v04肯定处于高电平1,由于假如合上电源时,若v04=0,则因vc=0不突变而使vOG9=0,v07=1,v08=0。
使v04=1,由于v04=1,vOG3=0,维持v04=1,另外因TR+=1,TR-=0,使vOG5=0,vOG6=1,因RD=1,和v04=1,使v07=0,vOG8=1。
由于vOG4=1,则v10=0,TN截至,VDD经R对C充电,vc=VDD,经输出缓冲电路输出Q=0,Q=1。
3.触发与定时
以RD=1,TR+=1,TR-端加正触发脉冲状况为例说明电路触发工作状况。
在TR-端上升沿到来时,使vOG2由1变0,而vOG8仍为1,因此使G3和G4组成的基本触发器置0,使v04由1变0,即v04=vOL,由于v07=VOL,于是G10输出v10=VOH,TN导通,Cext开头放电,当vC 下降至G13门的阈值电压Vth13时,电路进入暂态Q=1,Q=0.此暂态不能维持下去,当vC进一步下降至G9门的阈值电压Vth9时,G9门输出低电平,使G7门输出高电平,经G8使G3、G4组成的基本RS触发器的G4输出高电平,G10输出为低电平,这样TN又截止,C 又重新开头充电,当vC值大于G13门的阈值电压Vth13时,电路自动返回到稳态,即Q=0,Q=1的状态,Cext连续充电至VDD以后电路又恢复为稳态。
MC14528功能表如表2所示。
电路工作波形如图3所示。
图3 MC14528可重复触发单稳态工作波形表2 MC14528功能表
输入输出功能RDTR+TR-QQL××LH清除×H×LH禁止××LLH禁止HH ↑单稳H↓L单稳
由图3可见,输出脉宽tW等于vC由Vth13下降至Vth9的时间与vC由Vth9充电至Vth13的两个时间之和。
为了获得较宽的输出脉冲,一般都将Vth13设计得较高而将Vth9设计得较低。
为了说明MC14528的可重复触发特性,分析图3中t5~t7时的工作状况。
如前所述,在t5时刻电路触发进入暂态,电容很快放电后,又进入充电状态。
当vC尚未充至Vth13时,t6时刻电路被再次触发,G2门的低电平使v04=VOL,门G10输出高电平,TN管导通,电容C又
放电,当放电使vC Vth9时,G10门输出低电平,TN截止。
电容又充电,始终充到Vth13且在无触发信号作用时,电路才返回至稳态。
明显,在这两个重复脉冲触发下,输出脉冲宽度tW=t△+tW。
这种可重复触发单稳态可利用在暂稳态加触发脉冲的方法增加输出脉宽。