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  • TTL兼容的施密特触发器电路

    千次阅读 2015-05-16 15:46:20
    摘要: 图1所示为用两个TTL门构成的施密特触发器电路。图中 G1为与非门,G2为反相器,vⅠ通过电阻R1和R2来控制门的状态。因为R1R2值不能取很大,因此串接二极管D,防止vO=VOH时,G2的负载电流过大。 图1 两级TTL门构成 ...

    用TTL门构成的施密特触发器

    2015-2-10 06:25| 发布者: admin| 查看: 120| 评论: 0    手机阅读

    摘要: 图1所示为用两个TTL门构成的施密特触发器电路。图中 G1为与非门,G2为反相器,vⅠ通过电阻R1和R2来控制门的状态。因为R1R2值不能取很大,因此串接二极管D,防止vO=VOH时,G2的负载电流过大。 图1 两级TTL门构成 ...
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        图1所示为用两个TTL门构成的施密特触发器电路。图中 G1为与非门,G2为反相器,v通过电阻R1R2来控制门的状态。因为R1R2值不能取很大,因此串接二极管D,防止vO=VOH时,G2的负载电流过大。
    图1 两级TTL门构成的施密特触发器
        当输入v=0时,门G1截止,vO=VOH;门G2导通,输出vO=VOL。当v逐步上升,使二极管D导通,则:
        式中,VD为二极管D导通压降,VOL≈0.3V≈0V.当v1上升到Vth时,由于G1另一输入端v1'仍低于Vth,电路状态不变。当v逐步上升至使v1Vth(Vth为TTL门阈值电平)时,门G1将由截止转为导通;门G2由导通转为截止,vO=VOH,触发器发生一次翻转。此时v为上限触发电平,如果忽略v1'=Vth时G1的输入电流,则可得到
    故得
        只要输入v>VT+,触发器就处于输出 vO=VOH的稳定状态。
        当输入v逐步下降时,只要vVth,门G1将由导通转为截止,vO=VOH;门G2由截止转为导通,vO=VOL,触发器再次发生翻转,此时v为下限触发电平VT-=Vth,因此,电路的回差电压
         调整电阻R1R2得分压值,可以改变回差大小。

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    一.施密特触发器的应用

    1.用于波形变换

    三角波、正弦波及其它不规则信号→矩形脉冲。

    所示为用施密特触发器将正弦波变换成同周期的矩形脉冲。

     

    2.用于脉冲整形

    当传输的信号受到干扰而发生畸变时,可利用施密特触发器的回差特性,将受到干扰的信号整形成较好的矩形脉冲,

     

    3.用于脉冲幅度鉴别

    如输入信号为一组幅度不等的脉冲,可将输入幅度大于 的脉冲信号选出来,而幅度小 的脉冲信号则去掉了。

     


    1.用于波形变换

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    数字集成电路的分类

    • 依据使用的而半导体器件可以分为:双极性集成电路与单极性集成电路;

    双极型集成电路:采用双极型半导体作为元件,主要特点是速度快、负载能力强,但是功耗较大、集成度较低。
    单极型集成电路:采用半导体场效应管作为原件,主要特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低、但速度慢。

    双极型集成电路又可进一步分为:TTL、ECL、I2L;
    其中TTL电路的性价比最佳,应用最广泛。

    MOS集成电路又可进一步分为:PMOS、NMOS、CMOS
    其中CMOS电路应用最为普遍,因为它不仅适用于逻辑电路的设计,而且综合性能最好。

    • 根据集成电路规模的大小进行分类:SSI、MSI、LSI、VLSI

    半导体器件的开关特性

    数字电路中的晶体管、二极管、mos管一般是以开关的方式工作的,其工作状态相当于开关的接通与断开。

    下面通过这些器件的精致特性与动态特性研究他们的开关特性。

    • 晶体二极管的开关特性

      • 静态特性:二极管工作在导通与截止两种稳定状态下的特性。
      • 动态特性:二极管在导通与截止两种状态转换过程中的特性,它表示在完成两种状态之间的转换需要一定的时间——反向恢复时间与开通时间。
    1. 反向恢复时间:二极管从正向导通到反向截止所需要的时间称为反向恢复时间。

    2. 开通时间:二极管从反向截止到正向导通的时间

    • 晶体三极管的开关特性

      • 静态特性:
      • 动态特性:饱和与截止两种状态转换时的特性。
    • MOS管的开关特性

    逻辑门电路

    • TTL集成逻辑门电路
    • CMOS集成逻辑门电路
    • 正逻辑和负逻辑

    触发器

    • 基本R-S触发器
    • 几种常用的时钟控制的触发器

    1)时钟控制R-S触发器
    2)D触发器
    3)J-K触发器
    4)T触发器

    展开全文
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    实验用仪器设备及材料

    数字实验箱,数字万用表,双D触发器741LS74,双JK触发器74LS112,TTL四-2输

    入与非门741S00。74LS74和741S112的管脚分配图如图4.5.1所示

    e95872d648b09cf3df2746705bcd0bf4.png

    设计要求

    1.设计任务

    设计产生时钟脉冲信号的实验方案。

    设计测试JK触发器功能的实验方案。

    设计测试D触发器功能的实验方案。

    设计用与非门将JK触发器转换成D触发器的电路

    设计用与非门将D触发器转换成JK触发器的电路。

    2.设计提示

        触发器具有两个稳定状态,用以表示逻辑状态1和0。在一定的外界信号作用下,可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态,它是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件,是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。

    在输入信号为双端的情况下,JK触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用741LS112双JK触发器,是下降沿触发的边沿触发器。

    JK触发器的特性方程为:Q*=JQ'+K'Q

    J和K是数据输入端,是触发器状态更新的依据,若J、K有两个或两个以上输入端时,组成与的关系。Q与Q为两个互补输出端。通常把Q=0、=1的状态定为触发器0状态;而把Q=1,Q=0定为1状态。JK触发器常被用作缓冲存储器、移位寄存器和计数器。JK触发器的逻辑符号如图4.5.2所示

    在输入信号为单端的情况下,D触发器用起来最为方便,双D触发器741S74为上升沿触发的边沿触发器,触发器的状态只取决于时钟到来前D端的状态。D触发器的应用很广,可用作数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生等。D触发器逻辑符号如图4.5,3所示。

    D触发器的特性方程为:Q*=D

    实验内容、方法及步骤

    1.测试双JK触发器74LS112的逻辑功能
    (1)测试RD'、SD'的复位、置位功能
    任取一只JK触发器,RD'、SD'、J、K端接逻辑开关输出插口,CLK端接单次脉
    冲源,Q、Q'端接至逻辑电平显示输入插口。要求改变RD'、SD'(J、K、CLK处于任
    意状态),并在RD'=0(SD'=1)或SD'=0(RD'=1)作用期间任意改变J、K及CLK的状态,
    观察Q、Q'状态。测试结果记入表4.5.1中。
    2)测试JK触发器的逻辑功能
    按触发器功能表改变JKCK端状态,观察Q、Q状态变化,观察触发器状

    态更新是否发生在CLK脉冲的下降沿,将测试结果记入表4.5.1中。

    fbf3ae333286b0463b50e993a6e13b5f.png

    2.测试双D触发器74LS74的逻辑功能

    (1)测试D触发器的逻辑功能

    任取一只D触发器,D端接逻辑开关输出插口,CLK端接单次脉冲源,Q、Q'端接至逻辑电平显示输入插口。观察触发器状态更新是否发生在CLK脉冲的

    上升沿(即由0→1),测试结果记入表4.5,2中。

    cbd79848c186332fb210ff2e01c31e3d.png

    3.D触发器转换成JK触发器
    用双D触发器74LS74和与非门74LS00构成JK触发器,参考电路如图4.5.7所示,根据JK触发器功能表验证其逻辑功能。
    4.用741LS112实现4进制加法(减法)计数器
    用双JK触发器74LS112构成4进制加法计数器,参考电路如图4.5.8所示,CLK端接连续脉冲时钟源,Q1、Q0端接至逻辑电平显示输入插口。观察Q1、Q0。状态更新规律画出状态转换图。

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