《数字电子 教学课件 ppt 作者 王建 邵小英第四章 数字电子5、6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子 教学课件 ppt 作者 王建 邵小英第四章 数字电子5、6（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,数字电子,第四章 脉冲信号的产生与转换,5、6课时,数字电子,第二节 施密特触发器,数字电子,用单稳态触发器整形时，如果输入波形的沿很差，它就无法整形了，而施密特触发器可以把缓慢变化的波形变换成数字电路所需要的矩形波。 施密特触发器同样具有两个稳定状态，但是它和前面介绍的触发器不同。施密特触发器对两个状态的转换和维持都依赖于外加触发信号，也就是说，它是依靠输入信号的幅度触发的。,数字电子,一、集成门电路构成的施密特电路 1电路 用门电路可以构成多种形式的施密特电路。图4-26是其中的一种，它是由TTL与非门构成的基本RS触发器和二极管、非门组成的。,图4-26,数字电子,2工作原理 当输入信
2、号ui = 0时，Q = 0， = 1，电路处于稳态。当ui上升到VT+ = VT时，电路翻转，Q = 1， = 0，电路处于另一个稳态。此后，ui继续升高，电路状态不变。如果ui上升到最大值后开始下降，直到下降为VT = VTVV时，电路再次翻转并返回到Q = 0， = 1稳态。电路的回差电压VT = VV。VV为二极管正向压降。可见回差电压较小。,数字电子,二、集成施密特触发器 施密特触发器的电路结构如图4-27a所示，它由输入级、中间级、反相级和输出级四部分组成。,图4-27,数字电子,输入级由V7、V8、R1和V11、V12组成。V11、V12是箝位二极管。当输入正信号时，V11、V1
3、2处于反偏状态而截止，不影响电路正常工作。对于负信号，V11、V12导通，起短路作用。V7、V8和R1组成二极管与门，实现“与”逻辑功能。 中间级由V1、V2、R2、R3和R4组成（施密特电路）。,数字电子,（3）振荡周期 该电路的振荡周期可以估算为 T1.4RC 2环形振荡器 （1）TTL与非门环形振荡器 把奇数个与非门首尾相接，形成一个闭环，就可组成环形振荡器。由三个与非门构成的环形振荡器如图4-11所示。,数字电子,反相放大级由V3、V9、R5、R6和R7、V4、R8组成。V3、V9、R5、R6起电平位移作用，使施密特触发器的输出能与输出级配接。另外，V3、V4还可以提高电路的带负载能力
4、。 输出级由V5、V19、V6、R9组成。 与TTL与非门相比较，图4-27a所示电路的主要差别在于多了一个施密特电路。其输入、输出之间存在着与非的逻辑关系。因此该电路叫做施密特触发与非门。图4-26b是它的逻辑符号，其中“ ”号表示与非门内含施密特电路。如图4-26a所示电路输入端只有一个时，它就是施密特反相器。,数字电子,常用的集成施密特触发门电路有： 六反相器T1014、T4014、CC40106； 四2输入与非门T1132、T3132、CC4093、CD4093； 双4输入与非门T1013、T4013。 本节中采用的是施密特四2输入与非门CD4093，其外形图见图4-28，引脚排列如图
5、4-29所示。,数字电子,图4-28 CD4093外形 图4-29 引脚排列,数字电子,各引脚功能说明： VCC-电源 GND-地 A1、B1-第一个施密特与非门的输入端 Q1-第一个施密特与非门的输出端 A2、B2-第二个施密特与非门的输入端 Q2-第二个施密特与非门的输出端 A3、B3-第三个施密特与非门的输入端 Q3-第三个施密特与非门的输出端 A4、B4-第四个施密特与非门的输入端 Q4-第四个施密特与非门的输出端,数字电子,三、施密特触发器的应用 1脉冲整形 脉冲信号经过长距离传输后，由于受到干扰，信号经常会变形，这可以通过施密特触发器整形。整形原理如图4-30所示。,数字电子,图4
6、-30 施密特触发电路对信号的整形作用,数字电子,图4-31 施密特触发电路幅度鉴别作用,数字电子,2幅度鉴别电路 幅度鉴别电路可以用来鉴别输入信号的大小。假设向施密特电路输入一串幅度不等、波形杂乱的信号，如图4-31所示。只有那些幅度超过VT+的脉冲信号才能使电路翻转，并输出一个矩形脉冲；而那些幅度大小VT+的脉冲信号，则不能使电路翻转，电路无脉冲输出。可见施密特电路可以鉴别输入信号幅度的大小。,数字电子,3脉冲延迟电路 脉冲延迟电路如图4-32所示。图中，R、C组成积分电路。当输入脉冲信号使电容器两端电压上升到VT+时，施密特反相器由低电平上跳为高电平，从而使输出脉冲比输入脉冲相应地延迟一
7、段时间。,数字电子,图4-32 脉冲延迟电路,数字电子,4单稳态电路 利用施密特反相器可以构成单稳态电路，如图4-33所示。,图4-33,数字电子,电源接通之后，ui = VDD、uA = VDD，所以uC = 0，而输出电压uo = 0。这就是稳态。 在输入端负脉冲到达的瞬间，电容器C两端电压不能突变，uA = 0，施密特反相器状态翻转，uo跳变为VDD，形成暂稳态。 在暂稳态过程中，VDD经电阻R对电容器C充电。随着C的充电，uA逐渐上升。当uA = VT+时，uo下跳为0，暂稳态结束。,电路的输出脉冲宽度由计算可得： tw = 0.7RC,数字电子,5多谐振荡器 利用施密特反相器也可以构成多谐振荡器。电路如图4-34a所示。 电源接通瞬间，电容器两端电压为0，uo为高电平，uo的高电平经R对电容器C充电。电容器两端电压uC逐渐上升，当ui(uC) = VT+时，施密特反相器输出为0。之后，电容器开始放电，ui下降，当ui = VT时，施密特反相器翻转为高电平。如此反复，形成振荡，其输入、输出波形如图4-34b所示。利用施密特触发器还可以将正弦波、三角波变换成矩形波。,数字电子,图4-34 施密特反相器构成的多谐振荡器,数字电子,思考与练习,1在数字电路中施密特触发器主要应用在哪些方面？。,
