第六章 脉冲波形的产生和整形
[题] 用施密特触发器能否寄存1位二值数据,说明理由。 [解] 不能,因为施密特触发器不具备记忆功能。
[题] 在图(a)所示的施密特触发器电路中,已知,。G1和G2为CMOS反相器,VDD=15V。 (1)试计算电路的正向阈值电压VT+、负向阈值电压VT-和回差电压△VT。 (2)若将图(b)给出的电压信号加到(a)电路的输入端,试画出输出电压的波形。 [解]
(1)
(2)见图。
[题] 图是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路,试分析它的转换电平VT+、V缓冲块T- 以及回差电压△VT与控制电压VCO的关系。
[解] 设反相器G1输入端电压为则根据叠加定理得到
(1)在升高过程中。当升至时,,因而得到
(2)在降低过程中。当降至桥架接头时,,于是可得
(3) (与VCO无关)
根据以上分析可知,当Vco变小时,VT+ 和VT- 均增大,但回差电压△VT不变。
[题] 在图施密特触发器电路中,若G1和G2为74LS系列与非门和反相器它们的阈值电压VTH=,R1=1KΩ,二极管的导通压降VD=,试计算电路的正向阈值电压VT+、负向阈值电压VT- 和回差电压△VT。
[解] (1)。
υI增加,υIˊ也增加,当υI = VT+ 时,υIˊ=VTH =,即
所以
(2)
υI 减小,D截止,υIˊ≈υO =1,当υI = VT- = VTH时,
所以
[题] 图是具有电平偏移二极管的施密特触发器电路,试分析它的工作原理。并画出电压传输特性,G1、G2、G3均为TTL电路。
[解] 设门的阈值电压为VTH,二极管导通电压为VD,当输入电压为υI = 0时,D导通,G2输入υIˊ为“0”,υ0为高电平,G3输出为1,所以为低电平;
随着υI增大,当υI ≥ VTH(υIˊ> VTH ),G3输出为0,使为高电平,此时G2输入均为1,所以υ0变为低电平。若υI 继续增大,υ0不会发生变化。若将υI从高电位逐渐减小,则只有使G1输入电压υIˊ小于VTH时,υI才会又变为高电平,而此时υI < VTH-VD,因而电压传输特性如图所示。
[题] 在图的整形电路中,试画出输出电压υ0的波形。输入电压υI的波形如图中所示,假定它的低电平持续时间比R、C电路的时间常数大得多。
[解] 稳态时,υIˊ=1,υO=0,当υI上跳,经RC微分电路υIˊ亦上跳,之后回到稳态;当υI下跳,υIˊ亦下跳(υO上跳为1),之后回到稳态,当υIˊ≥ VT+时,υO回0。如图所示。 [题] 能否用图中的电路作单稳态触发器使用试说明理由。
[解] 由于反相器输入端电压(图中的)随脉冲的幅度变化和下降的好坏而改变,所以严格地讲,这不是一个单稳态触发器电路。只有在输入脉冲的幅度和下降沿不变的情况下,才可以产生固定宽度的输出脉冲。
[题] 在图6.3.1给出的微分数型单稳态触发器电路中,已知,,电源电压VDD=10V,试求在触发信号作用下输出脉冲的宽度和幅度。
[解] 根据式(6.3.2)、式(),得到输出脉冲的宽度
TW=RC ln2 = 51×103××10-6弹跳高跷× =
输出脉冲幅度
Vm = VOH -VOL≈VDD=10V
采空区处理方法[题] 图是用TTL门电路接成的微分型单稳态触发器,其中R d 阻值足够大,保证稳态时υA为高电平。R的阻值很小,保证稳态时υI 2为低电平,试分析该电路在给定触发信号υI作用下的工作过程,画出υA、υO1、υI 2和υO的电压波形,C d 的电容量很小,它与R d组成微分电路。
[解]
(1)根据TTL电路的输入负载特性,由于R d足够大,所以稳态时υA = VTH,相当于高电平;由于R的阻值很小,所以稳态时υI 2为低电平(≈0);因此稳态时υO =“1”,υO1=“0”。
(2)υI 下跳,υ电子定时器A 下跳,υO1上升,υI 2上升,υO 下跳,由于C d很小,微分后υA很快回到VTH电平,而υO的低电平封锁了G1,使υO1继续保持高电平,它对C充电,使υC增加,υ金银花绿原酸I 2减小,当υI 2≤VTH时,υO 上跳为高电平,υO1下跳,υI 2下跳,之后C放电,使υI 2回到稳态“0”,暂稳态结束。