器则相反, 需要宽脉冲触发,输出窄脉冲,故有压缩脉冲宽度的作用。

在积分型单稳态触发电路中,由于电容C对高频干扰信号有旁路滤波作用,故与微分型电路相比, 抗干扰能力较强。

由于单稳态触发器在数字系统中的应用日益广泛,所以有集成单稳态触发器产品,同上面介绍的CMOS单稳态电路一样,其正常工作时,需外接阻容元件。在此不再详细介绍。

0 ui1

uo1 0 t

ui2 UTH 0 t uo2 tw 0 t t

图9－12 CMOS积分型单稳态电路工作波形

9.2.3 单稳态触发器的应用

单稳态触发器可用于脉冲信号的:定时(即产生一定宽度的矩形脉冲波)、整形(即把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的脉冲)、延时(即将输入信号延迟一定的时间之后输出)。

(1)定时

由于单稳态触发器能产生一定宽度tW的矩形脉冲,利用它可定时开、闭门电路,也可定时控制某电路的动作。如图9－13所示,ui1只有在矩形波ui3存在的时间tW内才能通过。

ui2 t

tW

ui3 0

t

ui2

单稳态电路

ui3

ui1

&

ui1 uo

0

t

uo 0

t

0

图9－13 单稳态触发器的定时作用

(2)整形

假设有一列不规则的脉冲信号,将这一列信号直接加至单稳态触发器的触发输入端,在其输出端就 可以得到一组定宽、定幅较规则的矩形脉冲信号,如图9－14所示。

(3)延时:单稳态触发器在输入信号ui触发下,输出u0产生一个比ui延迟tW的脉冲波,这个延时作用可被适当地应用于信号传输的时间配合上。

图9－14 单稳态触发器的整形作用

ui 0 uo t

0

t

9.3 施密特触发器

施密特触发器是一种双稳态触发电路,输出有两个稳定的状态,但与一般触发器不同的是:施密特触发器属于电平触发；对于正向增加和减小的输入信号,电路有不同的阀值电压UT＋和UT－,也就是引起输出电平两次翻转(1→0和0→1)的输入电压不同,具有如图6－26（a）、(c)所示的滞后电压传输特性,此特性又称回差特性。所以,凡输出和输入信号电压具有滞后电压传输特性的电路均称为施密特触发器。施密特触发器有同相输出和反相输出两种类型。同相输出的施密特触发器是当输入信号正向增加到UT＋时,输出由0态翻转到1态,而当输入信号正向减小到UT－时,输出由1态翻转到0态；反相输出只是输出状态转换时与上述相反。它们的回差特性和逻辑符号如图9－15所示。

uo uo H uo

ui 0 UT- UT+ 1 uoL

ui

（a）同相输出的回差特性 （b）同相输

出的逻辑符号

uo uo H

ui UT- UT+ 1

uoL 0

ui

uo

(c)反相输出的回差特性 （d）反相输出

的逻辑信号

图9－15 施密特触发器的回差特性和逻辑符

号

施密特触发器具有很强的抗干扰性,广泛用于波形的变换与整形。门电路、555定时器、运算放大器等均可构成施密特触发器,此外还有集成化的施密特触发器。下面介绍由门电路构成的同相输出的施密特触发器。

1. CMOS门电路构成的施密特触发器

(1) 电路组成

如图9－16所示,由二个CMOS反相器及两个电阻R1和R2构成一个施密特触发器。

R2

图9－16 CMOS门构成的施密特触发器

(2) 工作原理

设电路输入端ui输入一个三角波,其波形如图6－28所示。

当ui＝0时,门G1截止,输出高电平,门G2导通,输出低电平,此低电平通过电阻R2反馈到输入端, 使门G1输入端ui1保持低电平,此时施密特触发器保持输出信号uo为低电平的稳态,电路进入第Ⅰ稳态。Ui逐渐上升, ui1也随着上升,但只要其小于CMOS门电路的开启电压UT,电路就保持在第Ⅰ稳态。

当ui上升到使ui1等于UT时,在电路中引起如下正反馈连锁反应 ui

ui1 uo1 uo

ui R1 1 1 ui1 G1 uo1 G2 uo

在此连锁反应的作用下,门电路的状态发生翻转,使门G1导通,输出低电平,G2截止,输