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数字电路及其应用(三)

菜鸟
2005-09-20 15:15:00    评分
 2.CMOS门电路的应用 门电路是一种基本逻辑部件,用它们可以构成组合逻辑 和时序逻辑电路。CMOS门电路产品种类很多,均可从相应的手册上查到,但归纳起 来有八类:反相器、与非门、或非门、与门、或门、缓冲/电平变换器、组合逻辑 和具有三态输出的逻辑门等。熟悉门电路的特性和应用,可为学习各种数字设备( 包括PC机硬件)的工作原理打下良好的基础。   (1)环形振荡器。CD4069是六反相器集成电路(IC),采用双列式塑封装( 14引脚),如图6所示。该IC内含六个独立的反相器。每个反相器均可执行逻辑的 反相操作。用它还可构成振荡器、脉冲整形和小信号的电压放大等。图7是用奇数 级(3)的反相器串联,并首尾相接构成的环形振荡器电路,它的输出波形如图8所 示。振荡器的工作是基于电平通过每个反相器时,需要一定的传输时间τ,即每个 反相器均存在电平传输的延迟而形成的方波输出。例如,当图7电路加电时,其输 出端设定为“0”电平(也可设定为“1”电平),按图的环形连接法,A点也为“ 0”电平。根据反相器求反逻辑,反相器Ⅰ的输出为“1”电平,从Ⅰ的输入到Ⅰ的 输出电平的传输延时为τ。同理电平通过反相器Ⅱ和Ⅲ时,共需传输2τ的时间。 “0”电平从A的输入到Ⅲ的输出端需传输3τ的时间。按反相器求反的功能,从Ⅰ 的A点“0”电平经3τ后,Ⅲ的输出端从原来的“0”电平转为“1”电平。该“1” 电平又到A点,再经3τ又到Ⅲ的输出端使输出又从“1”电平转到“0”电平。结果 ,在Ⅲ的输出端形成图8的方波。从方波的形成过程可知,该方波的周期T=6τ。   由于τ的时间很短,所以方波的频率很高,只有用示波器才能把波形显示出来 。由于该电路简单,所以工厂中批量用它时,常用图7的电路并配上示波器以检查 CD4069产品的好坏,并从波形的周期上估算它们的传输特性。   图9是图7方波发生器的改进电路,特点是输出的方波频率是可调的。图9电路 中,增加了附加的RC电路,使电平从反相器Ⅱ的输入端到Ⅱ的输出端,因RC的充放 电时间常数远大于反相器的传输时间,电平通过反相器Ⅱ时,延时大大增加,加之 R是可调电阻,结果在Ⅲ的输出端形成的方波,其频率是可调的。输出的方波周期 可根据公式T=2RC估算,按图的RC值,方波的频率下限约1Hz。   图9的电路,因电路简单,一装即成,对频率稳定度要求不高的场合是很适用 的。若再配上图10的LED驱动电路,并把R值取大些,可观察到LED的发光闪动。利 用该组合电路,无需配接示波器,就可批量、快速检查CD4069产品的好坏。如果将 驱动级管子BG换成9018,其集电极上插入电声器件(LED、R2去掉),调整R值,使 组合电路工作在音频段,就可作讯响器。过去一些电码练习器就是用了这种电路作 讯响器的。



关键词: 数字     电路     及其     应用     反相     电平    

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