8、波形产生及单稳态触发器
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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。
习题一、填空题(1) 与非门的逻辑功能为 全1出0,有0出1(2) 数字信号的特点是在 时间 上和 幅值 上都是断续变化的,其高电平和低电平常用 1 和 0 来表示。
(3) 三态门的“三态”指 高电平 , 低电平 ,和 高阻状态 。
(4) 逻辑代数的三个重要规则是 代入规则 对偶规则 反演规则。
(5) 为了实现高的频率稳定度,常采用 石英晶体 振荡器;单稳态触发器受到外触发时进入 暂稳态(6) 同步RS 触发器中R 、S 为 高 电平有效,基本R 、S 触发器中R 、S 为 低 电平有效(7) 在进行A/D 转换时,常按下面四个步骤进行,采样、保持、量化、编码(8) 逻辑函数有四种表示方法,它们分别是真值表、逻辑图式、逻辑表达和卡诺图 。
(9) 将2004个“1”异或起来得到的结果是 0(10) 由555定时器构成的三种电路中,施密特触发器和单稳态触发器是脉冲的整形电路。
(11)TTL 器件输入脚悬空相当于输入 高 电平。
(12)基本逻辑运算有: 与、或 和非 运算。
(13)采用四位比较器对两个四位数比较时,先比较 最高 位。
(14)触发器按动作特点可分为基本型、 同步型 、 主从型 和边沿型;(15)如果要把一宽脉冲变换为窄脉冲应采用 积分型单稳态 触发器(16)目前我们所学的双极型集成电路和单极型集成电路的典型电路分别是 TTL 电路和 CMOS 电路。
(17)施密特触发器有 两 个稳定状态.,多谐振荡器有 0 个稳定状态。
(18)两二进制数相加时,不考虑低位的进位信号是 半 加器。
(19)不仅考虑两个__本位(低位)__相加,而且还考虑来自___低位进位_______相加的运算电路,称为全加器。
(20)时序逻辑电路的输出不仅和___该时刻输入变量的取值__有关,而且还与 该时刻电路所处的状态_有关。
(21)计数器按CP 脉冲的输入方式可分为 同步计数器 和 异步计数器 。
(22)触发器根据逻辑功能的不同,可分为RS 触发器 ,T 触发器 ,JK 触发器 ,T ˊ触发器,D 触发器等。
数字电路实验讲义课题:实验一门电路逻辑功能及测试课型:验证性实验教学目标:熟悉门电路逻辑功能,熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法重点:熟悉门电路逻辑功能。
难点:用与非门组成其它门电路教学手段、方法:演示及讲授实验仪器:1、示波器;2、实验用元器件74LS00 二输入端四与非门 2 片74LS20 四输入端双与非门 1 片74LS86 二输入端四异或门 1 片74LS04 六反相器 1 片实验内容:1、测试门电路逻辑功能(1)选用双四输入与非门74LS20 一只,插入面包板(注意集成电路应摆正放平),按图1.1接线,输入端接S1~S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口),输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1~D8 中的任意一个。
(2)将逻辑电平开关按表1.1 状态转换,测出输出逻辑状态值及电压值填表。
2、逻辑电路的逻辑关系(1)用74LS00 双输入四与非门电路,按图1.2、图1.3 接线,将输入输出逻辑关系分别填入表1.2,表1.3 中。
(2)写出两个电路的逻辑表达式。
3、利用与非门控制输出用一片74LS00 按图1.4 接线。
S 分别接高、低电平开关,用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。
4、用与非门组成其它门电路并测试验证。
(1)组成或非门:用一片二输入端四与非门组成或非门B==,画出电路图,测试并填+Y∙ABA表1.4。
(2)组成异或门:①将异或门表达式转化为与非门表达式;②画出逻辑电路图;③测试并填表1.5。
5、异或门逻辑功能测试(1)选二输入四异或门电路74LS86,按图1.5 接线,输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口,输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。
(2)将电平开关按表1.6 的状态转换,将结果填入表中。
6、逻辑门传输延迟时间的测量用六反相器74LS04 逻辑电路按图1.6 接线,输入200Hz 连续脉冲(实验箱脉冲源),将输入脉冲和输出脉冲分别接入双踪示波器Y1、Y2 轴,观察输入、输出相位差。
第八章脉冲波形的产生和变换一、填空题1。
(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种:一种是________________;另一种是________________________。
2。
(10-1易)占空比是_________与_______的比值.3.(10-4中)555定时器的最后数码为555的是(a。
T T L,b。
C M O S)产品,为7555的是(a.T T L,b。
C M O S)产品。
4.(10-3中)施密特触发器具有现象;单稳触发器只有个稳定状态。
5.(易,中)常见的脉冲产生电路有,常见的脉冲整形电路有、。
6.(中)为了实现高的频率稳定度,常采用振荡器;单稳态触发器受到外触发时进入.7.(10-3易)在数字系统中,单稳态触发器一般用于______、______、______等.8。
(10-3中)施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外,还可以作为________、_________。
9.(10-2易)多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态,故又称为________。
10。
(10—2中)由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式,但它们均具有如下共同特点:首先,电路中含有________,如门电路、电压比较器、BJT 等.这些器件主要用来产生________;其次,具有________,将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态;另外,还有,利用RC电路的充、放电特性可实现_______,以获得所需要的振荡频率.在许多实用电路中,反馈网络兼有_____作用.11。
(10—3易)单稳态触发器的工作原理是:没有触发信号时,电路处于一种_______。
外加触发信号,电路由_____翻转到_____。
电容充电时,电路由______自动返回至______。
二、选择题1.(10-2中)下面是脉冲整形电路的是( ).A.多谐振荡器B.J K触发器C。
施密特触发器 D.D触发器2.(10—2中)多谐振荡器可产生().A.正弦波B。
单稳态触发器电路图大全(555LM324晶体管时基电路)单稳态触发器电路图(一)由RC电路构成的单稳态触发器中,稳态到暂稳态需要输入触发脉冲,暂稳态的持续时间即脉冲宽度是由电路的阻容元件RC决定的,与输入信号无关。
单稳态触发器可以用于产生固定宽度的脉冲信号,主要用于定时、延时与整形、消除噪声等。
典型电路图:可产生如下图所示波形:单稳态触发器电路图(二)LM324组成的单稳态触发器见附图1。
此电路可用在一些自动控制系统中。
电阻R1、R2组成分压电路,为运放A1负输入端提供偏置电压U1,作为比较电压基准。
静态时,电容C1充电完毕,运放A1正输入端电压U2等于电源电压V+,故A1输出高电平。
当输入电压Ui变为低电平时,二极管D1导通,电容C1通过D1迅速放电,使U2突然降至地电平,此时因为U1》U2,故运放A1输出低电平。
当输入电压变高时,二极管D1截止,电源电压R3给电容C1充电,当C1上充电电压大于U1时,既U2》U1,A1输出又变为高电平,从而结束了一次单稳触发。
显然,提高U1或增大R2、C1的数值,都会使单稳延时时间增长,反之则缩短。
lm324中文资料下载pdf。
图2如果将二极管D1去掉,则此电路具有加电延时功能。
刚加电时,U1》U2,运放A1输出低电平,随着电容C1不断充电,U2不断升高,当U2》U1时,A1输出才变为高电平。
参考图2。
单稳态触发器电路图(三)下图所示为晶体管单稳态触发器电路它是由VT1,VT2两个晶体管交叉耦合组成,单稳态触发器VT1集电极与VT2基极之间由电容C1耦合,正是由于电容的耦合作用,使电路具有了单稳态的特性。
R4,R3是VT1的基极偏置电阻,R2是VT2的基极偏置电阻,R1,R5分别是两管的集电极电阻。
微分电路C2,R6和隔离二极管VD组成触发电路。
输出信号可以从两个晶体管的集电极取出,两管输出信号相反。
1、稳定状态单稳态触发器处于稳定状态时的情况如下图所示。
电源+VCC经R2为VT2提供基极偏流,VT2导通,其集电极电压为0V,VT1因无基极偏压而截至,其集电极电压为+VCC,电源+VCC经R1,VT2基极-发射极向电容C1充电,C1上的电压为左正右负,大小等于电源电压+VCC。