1、不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
ttl集成器件74121是一種不可重復(fù)觸發(fā)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其邏輯圖和引腳圖分別如圖1(a)、(b)所示。
圖1(a) ttl集成器件單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121邏輯圖
圖1(b) ttl集成器件單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121引腳圖
1.電路組成和工作原理
74121由觸發(fā)信號控制電路、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、輸出緩沖電路三部分組成。將具有遲滯特性的非門g6與g5門合起來看成是一個與或非門，它與g7門及外接電阻rext(或rint）、電容cext即組成微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其電路工作原理與微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器基本相同。電路只有一個穩(wěn)態(tài)q=0,q=1。當(dāng)圖中a點有正脈沖觸發(fā)時，電路進(jìn)入暫穩(wěn)q=1,q=0。q為低電平后使觸發(fā)信號控制電路中rs觸發(fā)器的g2門輸出低電平，將g4門封鎖，這樣即使有觸發(fā)信號輸入，在a點也不會產(chǎn)生微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)信號，只有等電路返回穩(wěn)態(tài)后，電路才會在輸入觸發(fā)信號作用下被再次觸發(fā)，根據(jù)上述分析，電路屬于不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
2.觸發(fā)方式
74121集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有3個觸發(fā)輸入端，由觸發(fā)信號控制電路分析可知在下述情況下，電路可由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。其功能表如表1所示。
表1 74121功能表
·若b為高電平，a1、a2中的一個為高電平，輸入中有一個或兩個產(chǎn)生由1到0的負(fù)跳變。
·若a1、a2兩個輸入中有一個或兩個為低電平，b 發(fā)生由0到1的正跳變。
3.定時
單穩(wěn)態(tài)電路的定時取決于定時電阻和定時電容的數(shù)值。74121的定時電容連接在芯片的10、11引腳之間。若輸出脈寬較寬，而采用電解電容時，電容c 的正極連接在cext輸出端（10腳）。對于定時電阻，使用者可以有兩種選擇：
·采用內(nèi)部定時電阻（2 kω），此時將9號引腳（rint）接至電源vcc（14腳）。
·采用外接定時電阻（阻值在1.4～40kω之間），此時9腳應(yīng)懸空，電阻接在11、14腳之間。74121的輸出脈沖寬度tw≈0.7rc。
通常r的數(shù)值取在2～30kω之間，c 的數(shù)值取在10pf～10μf之間，得到的取值范圍可達(dá)到20ns～200ms。
該式中的r可以是外接電阻rext，也可以是芯片內(nèi)部電阻rint(約2kω)，如希望得到較寬的輸出脈沖，一般使用外接電阻。
2、可重復(fù)觸發(fā)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
1.電路組成和工作原理
以常用cmos集成器件mc14528為例，介紹可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的組成和工作原理。該器件的邏輯圖和引腳圖分別如圖2(a)、(b)所示。由圖2可見，電路主要有三態(tài)門，外接積分電路、控制電路組成的積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及輸出緩沖電路組成。tr+為下降沿觸發(fā)輸入端，tr-為上升沿觸發(fā)輸入端，rd為置零輸入端，低電平有效，q，q為互補(bǔ)輸出端。
圖2 (a)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器mc14528邏輯圖
圖2 (b)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器mc14528引腳圖
1.rd作用
當(dāng)rd=0時，v12=0，tp導(dǎo)通，同時使v07=1，從而使v10=0，tn截至，這樣使vdd經(jīng)tp很快對電容c 充電，使vc=vdd，這樣經(jīng)g13、g15、g16反相后，q=0，經(jīng)g13、g14反相后q=1。平時，rd＝１，tp截至。
2.穩(wěn)態(tài)
當(dāng)tr＋=1,tr-=0時，電路處于穩(wěn)態(tài)，輸出q=0，q=1，這是因為tr＋=1和tr-=0，vog2=1，當(dāng)合上電源時，v04一定處于高電平1，因為如果合上電源時，若v04=0，則因vc=0不突變而使vog9＝０，v07=1，v08=0。使v04=1，由于v04=1，vog3=0，維持v04=1，另外因tr+=1，tr-=0，使vog5=0，vog6=1，因rd＝１，和v04=1，使v07=0，vog8=1。由于vog4=1，則v10=0，tn截至，vdd經(jīng)r對c充電 ，vc=vdd，經(jīng)輸出緩沖電路輸出q=0,q=1。
3.觸發(fā)與定時
以rd=1，tr+=1,tr-端加正觸發(fā)脈沖情況為例說明電路觸發(fā)工作情況。在tr-端上升沿到來時,使vog2由1變0，而vog8仍為１，因此使g3和g4組成的基本觸發(fā)器置0，使v04由1變0，即v04=vol，由于v07=vol，于是g10輸出v10=voh，tn導(dǎo)通，cext開始放電，當(dāng)vc下降至g13門的閾值電壓vth13時，電路進(jìn)入暫態(tài)q=1,q=0.此暫態(tài)不能維持下去，當(dāng)vc進(jìn)一步下降至g9門的閾值電壓vth9時，g9門輸出低電平，使g7門輸出高電平，經(jīng)g8使g3、g4組成的基本rs觸發(fā)器的g4輸出高電平，g10輸出為低電平，這樣tn又截止，c 又重新開始充電，當(dāng)vc值大于g13門的閾值電壓vth13時，電路自動返回到穩(wěn)態(tài)，即q=0,q=1的狀態(tài)，cext繼續(xù)充電至vdd以后電路又恢復(fù)為穩(wěn)態(tài)。mc14528功能表如表2所示。電路工作波形如圖3所示。
圖3 mc14528可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)工作波形
表2 mc14528功能表
輸入
輸出
功能
rd
tr+
tr-
q
q
l
×
×
l
h
清除
×
h
×
l
h
禁止
×
×
l
l
h
禁止
h
h
↑
單穩(wěn)
h
↓
l
單穩(wěn)
由圖3可見，輸出脈寬tw等于vc由vth13下降至vth9的時間與vc由vth9充電至vth13的兩個時間之和。為了獲得較寬的輸出脈沖，一般都將vth13設(shè)計得較高而將vth9設(shè)計得較低。
為了說明mc14528的可重復(fù)觸發(fā)特性，分析圖3中t5～t7時的工作情況。如前所述，在t5時刻電路觸發(fā)進(jìn)入暫態(tài)，電容很快放電后，又進(jìn)入充電狀態(tài)。當(dāng)vc尚未充至vth13時，t6時刻電路被再次觸發(fā)，g2門的低電平使v04=vol,門g10輸出高電平，tn管導(dǎo)通，電容c又放電，當(dāng)放電使vc<< vth9時，g10門輸出低電平，tn截止。電容又充電，一直充到vth13且在無觸發(fā)信號作用時，電路才返回至穩(wěn)態(tài)。顯然，在這兩個重復(fù)脈沖觸發(fā)下，輸出脈沖寬度tw=t△+tw。這種可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)可利用在暫穩(wěn)態(tài)加觸發(fā)脈沖的方法增加輸出脈寬。