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(6)斯密特4-2输入与非门CD4093.斯密特与非门又称斯密特触发器。该器件既可以像普通“与非”门那样工作,也可以接成斯密特触发器来使用。在数码显示电路中将用它作脉冲整形电路。
图25是CD4093(IC)的引脚图,从IC内部的逻辑符号和“与非”门的逻辑符号相比略有不同,增加了一个类似方框的图形,该图形正是代表斯密特触发器一个重要的滞后特性。当把CD4093两个输入端并接成非门时,它们的输入、输出特性如图26所示。其中图26的上部位置代表输入信号;图26的下部位置代表输出波形。从图中看出,当输入电压V1上升到VT+电平时,触发器翻转,输出负跳变;过了一段时间输入电压回降到VT+电平时,输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT-电平时,输出才翻转至高电平(正跳变),这种现象称它为滞后特性,VT+—VT-=△VT.△VT称为斯密特触发器的滞后电压。△VT与IC的http://www.073888.com/Article/ShowInfo.asp?InfoID=2529')" style="font-weight: bold;color:#F70968;cursor:hand;">电源电压有关,当http://www.073888.com/Article/ShowInfo.asp?InfoID=2529')" style="font-weight: bold;color:#F70968;cursor:hand;">电源电压提高时,△VT略有增加,一般△VT值在3V左右。因斯密特触发器具有电压的滞后特性,常用它对脉冲波形整形,使波形的上升沿或下降沿变得陡直;还可以用它作电压幅度鉴别。在数字电路中它也是很常用的器件。
图27是一种用开关K产生单脉冲的原理图。当按下按键开关K时,我们虽然感觉不到开关触点的抖动,但是因实际存在抖动而使K的输出端产生多个脉冲,为了消除开关的抖动,使用了图28的消除开关抖动的电路。图中注明了电路的组成和各点的输出波形。电路中R1是上拉电阻。R2是C1的泄放电阻,R3、C1为常数,决定C点波形的前沿和后沿状态。R4、D1和R5是斯密特触发电路输入、输出必需的延迟反馈元件。该电路是一种消除开关抖动的单脉冲发生器典型电路。
(7)CD4060时钟脉冲发生器。CD4060(IC)是一种带有振荡器的14级分频器电路。用作振荡器时需外接R、C元件或石英晶体和电容器。如图29所示。有关CD4060的详细资料,本报已介绍过多次,这里不再重复。
(8)数码显示中的时钟信号。图30是数码显示的完整电路图。该电路是取自工程上一种多点检测控制箱的部分电路。由图可知,数码显示不仅可用在计数上,更多的还是其它用途。在图30中,IC1是数码显示用的时钟信号发生器,IC2是人工检测(数码显示)的单脉冲发生器电路,IC3是计数器,IC4是BCD-7段译码器和LED的驱动器。
CD4060(IC1)时钟信号发生器。数码显示用的时钟信号是由使用场合决定的,如工厂中产品自动计数是由光电传感器产生时钟信号,在这里是由脉冲发生器IC1产生的时钟信号。该发生器的脉冲周期T=2.2R2C1,设置为两秒钟,即LED计数显示每两秒钟变化读数一次。
电路中,CD4093(IC2)和开关K3共同组成供自检用的单脉冲发生器。触动一次K3,IC2的1脚接地一次,便在R4端产生一个脉冲(负的),为了消除开关通断的抖动,再利用斯密特与非门IC2对1脚上的脉冲信号整形,然后由IC2的10脚输出整形后的单脉冲信号(具体工作原理见上期介绍)。将开关K2闭合,由人工不断触动K3,IC210脚输出的信号加到IC3的CP端9脚,结果LED就显示出K3的闭合次数(0~9),达到人工检测数显示电路是否正常工作的目的。若将IC1中的电阻R2用电位器(200kΩ)代换,即可调节LED的显示速度。图31是数码显示的面板图。其中K1、K2是互锁按键开关,K3是不带锁的按键开关。工作时,按下“循测”键则自动计数显示;检测时按下“人工”键,再触动K3,LED就随K3触动而显示。