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数字电路题目,555定时器构成的施密特触发器。怎么判断是电压正向输出还是反向输出?U0的波形图怎么画?

网友发布 2023-05-21 19:07 · 头闻号仪器机械

首先了解其工作原理。就能画出相应波形。

如图所示:

扩展资料:

由于电阻网络将施密特触发器的输入端(即比较器的同相(+)端)和比较器的输出端连接起来,施密特触发器的表现类似比较器,能在不同的时刻翻转电平,这取决于比较器的输出是高还是低。若输入是绝对值很大的负输入,输出将为低电平;

若输入是绝对值很大的正输入,输出将为高电平,这就实现了同相施密特触发器的功能。不过对于取值处于两个阈值之间的输入,输出状态同时取决于输入和输出。例如,如果施密特触发器的当前状态是高电平,输出会处于正电源+Vs上。

这时V+就会成为Vin和+Vs间的分压器。在这种情况下,只有当V+=0(接地)时,比较器才会翻转到低电平。由电流守恒,可知此时满足下列关系:

因此必须降低到低于-R1Vs/R2时,输出才会翻转状态。一旦比较器的输出翻转到−Vs,翻转回高电平的阈值就变成了+R1Vs/R2。

这样,电路就形成了一段围绕原点的翻转电压带,而触发电平是±R1Vs/R2。只有当输入电压上升到电压带的上限,输出才会翻转到高电平;只有当输入电压下降到电压带的下限,输出才会翻转回低电平。若R1为0,R2为无穷大(即开路)。

电压带的宽度会压缩到0,此时电路就变成一个标准比较器 。输出特性如右图所示。阈值T由R1Vs/R2给出,输出M的最大值是电源轨。 实际配置的非反相施密特触发电路如下图所示。

输出特性曲线与上述基本配置的输出曲线形状相同,阈值大小也与上述配置满足相同的关系。不同点在于上例的输出电压取决于供电电源,而这一电路的输出电压由两个齐纳二极管确定。

在这一配置中,输出电平可以通过选择适宜的齐纳二极管来改变,而输出电平对于电源波动具有抵抗力,也就是说输出电平提高了比较器的电源电压抑制比(PSRR)。电阻R3用于限制通过二极管的电流,电阻R4将比较器的输入漏电流引起的输入失调电压降低到最小。

-施密特触发器

数字电路触发器时序图问题

摘 要 本文介绍了数字电路中各种触发器的电路结构特点。以基本RS触发器主线,将电路结构逐步进行优化,功能逐渐完善,依次介绍各种触发器及他们之间的相互关系。 关键词 触发器 真值表 状态方程 时序图

中图分类号:G642文献标识码:A

0 引言

触发器是数字电子器件,它具有在激励输入变化后存储二进制信息的能力,因此,在二进制数据存储的许多应用中,触发器是基本存储单元。①如果按照触发器的电路结构可分为基本RS触发器和时钟触发器。时钟触发器中,按照触发方式又可分为电平触发和边沿触发两种。电平触发的触发器中,又有同步触发器和主从触发器。若按照触发器的逻辑功能分有RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T’触发器。由于触发器种类繁多,教学过程中一定要掌握方法和技巧,方能得心应手。笔者从多年的教学过程中总结出各种触发器之间的关系如图1所示:

图1 触发器之间的关系图

1 基本RS触发器

先从最基本RS触发器的结构出发来分析它的功能。结构可以总结出四个两:两个与非门,两个输入信号,两个输出端,两根反馈线。从结构中可以分析出它的功能最后用三句话来进行总结:00不定,相异从R,11不变。以后在分析的过程中,只要牢记这三句话,一切问题都迎刃而解。

基本RS触发器具有复位(Q = 0)、置位(Q = 1)、保持原状态三种功能,R为复位输入端,S为置位输入端。触发器的工作状态直接受R、S端的两个输入信号的控制,且只要有一个输入端有效,触发器就立即翻转为新的状态。而在实际电路中,通常包括很多触发器且希望触发器按一定的节拍翻转。这样就要在基本RS触发器的基础上,电路要进行改进,为此,给触发器加一个时钟控制信号CP和两个受控与非门,只有在CP端上出现时钟脉冲时,触发器的状态才能变化。具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器,又称同步触发器(或钟控触发器),因为触发器的状态的改变与时钟脉冲同步。②

2 同步触发器

21 同步RS触发器

同步RS触发器在基本RS触发器的基础上加一个时钟控制信号CP和两个受控与非门,同步RS触发器虽然解决了直接由输入信号控制输出信号的现象,并且按同一CP节拍进行变化,但是仍然存在约束项的问题,要去掉同步RS触发器约束项,需要在同步RS触发器的基础上再加两根反馈线,而构成同步JK触发器。

22 同步JK触发器

同步JK触发器在同步RS触发器的基础上外加两根引线从逻辑功能表中,可以用三句话来进行总结:00不动,相异从J,11翻转。

23 其它同步触发器

同步D触发器是同步JK触发器的特殊情况,即在J = K = D、同步T触发器是同步JK触发器在J=K=T时的特殊情况、同步T’触发器是同步JK触发器在J=K=1时的特殊情况。

同步触发器虽然使电路进行了优化但是又带来新的问题:空翻现象。在一个时钟脉冲周期中,触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。空翻是一种有害的现象,它使得时序电路不能按时钟节拍工作,造成系统的误动作。要解决空翻现象,需要在同步RS触发器的基础上,再加一级触发器从而构成主从触发器。主从RS触发器由两级构成,其中一级直接接收输入信号,称为主触发器,另一级接收主触发器的输出信号,称为从触发器。两级触发器的时钟信号互补,从而有效地克服了空翻。③

造成空翻现象的原因是同步触发器结构的不完善,要克服空翻现象,还需要从结构上采取措施,需要对电路进行优化。主从触发器从此诞生。

3 主从触发器

31 主从RS触发器

主从RS触发器是在同步RS触发器的基础上,再加一级触发器和一个非门。主从RS触发器逻辑功能和同步RS触发器完全一样,所以存在约束项。解决问题的方法,在主从RS触发器的基础上加两根反馈线,引发出主从JK触发器。

32 主从JK触发器

主从JK触发器是在主从RS触发器的基础上再加两根反馈线。由以上电路分析可知:主从JK触发器的逻辑功能和同步的JK触发器的逻辑功能一样即00不动(保持),相异从J,11翻转。主从JK触发器存在的问题:一次变化现象,要解决一次变化问题,仍应从电路结构上入手,让触发器只接收CP触发沿到来前一瞬间的输入信号。这种触发器称为边沿触发器。

4 边沿触发器

边沿触发器不仅将触发器的触发翻转控制在CP触发沿到来的一瞬间,而且将接收输入信号的时间也控制在CP触发沿到来的前一瞬间。因此,边沿触发器既没有空翻现象,也没有一次变化问题,从而大大提高了触发器工作的可靠性和抗干扰能力。维持―阻塞边沿D触发器只有一个触发输入端D,因此,逻辑关系非常简单。这种边沿D触发器的特性方程,状态转换图及驱动表和同步D触发器一样。维持―阻塞边沿D触发器的结构,在同步RS触发器的基础上,再加两个门,将输入信号D变成互补的两个信号分别送给R、S端,即R = D,S = D,就构成了同步D触发器。为了克服空翻,并具有边沿触发器的特性,在同步D触发器基础上引入三根反馈线就转化为维持―阻塞边沿D触发器。

可见从电路分析可知:维持―阻塞触发器是利用了维持线和阻塞线,将触发器的触发翻转控制在CP上跳沿到来的一瞬间,并接收CP上跳沿到来前一瞬间的D信号。维持―阻塞触发器因此而得名。

5 结语

如果孤立地理解每个触发器的话,很难弄清楚各个触发器的功能。为此先掌握基本RS触发器,由于此种触发器有两个弊端:输出直接有输入信号控制;特征方程有约束项,所以电路需要进行优化,即基本RS触发器的基础上加一个时钟脉冲CP和两个与非门,变成了同步RS触发器,又因为同步RS触发器的特征方程有约束项,即同步RS触发器还要进一步优化,再加两根反馈线而转化为同步JK触发器,若J = K = D则由同步JK触发器转化为同步D触发器;若J = K = T 则转化为同步T触发器;若J = K = 1 则转化为同步T’触发器。同步触发器有空翻现象,为了避免此现象的出现,电路要再进一步进行优化,即出现了主从RS触发器,它的功能和同步RS触发器相同,同样特征方程有约束项,要去掉约束项必须再引出两根反馈线变为主从JK触发器。主从JK触发器存在的问题:一次变化现象,最后把电路优化到边沿触发器,既没有空翻现象,也没有一次变化问题,从而大大提高了触发器工作的可靠性和抗干扰能力。

基金项目:安徽新华学院教学研究项目:《数字逻辑》课程改革的研究与实践(2010jy021)

注释

① [美]John MYarbrough数字逻辑应用与设计[M]机械工业出版社,20004

② 杨志忠主编数字电子技术[M]高等教育出版社,20008

③ 徐维数字逻辑系统与设计[M]科学出版社,20059

数字电路中JK触发器和D触发器级联,输出波形应分别是怎样的啊?如下图所示,Q0和Q1的波形应该是怎样的啊

如果触发脉冲下降沿出现的同时,A也正好出现由 1-->0的变化时,那么 A的取值是 A=0;

可以这样来理解,输入门限在电源的一半,即Vc/2,<Vc/2为低电平,>Vc/2为高电平,当cp<Vc/2时,电路开始对A取样,可此时的 A<Vc/2,那么也就是低电平了;

我看数字电路 根本就看不懂一一段关于触发器的描述。。写的什么东东哦。请老师指导。。

D触发器:

Qn+1 = Dn

JK触发器:

J = 1,K = 0 时,Qn+1 = 1 

J = 0,K = 1 时,Qn+1 = 0 

J = K = 0 时,Qn+1 = Qn 

J = K = 1 时,Qn+1 = Qn' 

RS触发器在数字电路中,是时序逻辑电路的开始,是时序逻辑电路的基础,具有记忆功能。

基本的 RS 触发器 由两个与非门组成,他具有记忆更能。记忆功能 就是指 可以在一个状态保持。

RS 触发器 的命名是很有意思的 R 代表 Reset 复位 清零的意思, S 代表 Set 置位 置一的意思。

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