常用基本数字集成电路 - 图文

常用基本数字集成电路应用设计

1常用基本数字集成电路概述

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量，可将数字集成电路分为小规模集成（SSI）电路、中规模集成MSI电路、大规模集成（LSI）电路、超大规模集成VLSI电路和特大规模集成（ULSI）电路。小规模集成电路包含的门电路在10个以内，或元器件数不超过100个；中规模集成电路包含的门电路在10～100个之间，或元器件数在100～1000个之间；大规模集成电路包含的门电路在100个以上，或元器件数在10～10个之间；超大规模集成电路包含的门电路在1万个以上，或元器件数在10～10之间；特大规模集成电路的元器件数在10～10之间。

2 门电路构成的多谐振荡器的基本原理

非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的基本工作原理是利用电容器的充放电，当输入电压达到与非门的阈值电压VT时，门的输出状态即发生变化。因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。

2.1不对称多谐振荡器

非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的，当用TTL与非门组成时，输出脉冲宽度 tw1=RC,

tw2=1.2RC,

T=2.2RC

调节R和C值，可改变输出信号的振荡频率，通常用改变C实现输出频率的粗调，改变电位器R实现输出频率的细调。

2.1.2对称型多谐振荡器

电路完全对称，电容器的充放电时间常数相同, 故输出为对称的方波。改变R和C的值，可以改变输出振荡频率。非门3用于输出波形整形。 一般取R≤1KΩ,当R1＝R2=1KΩ，C1=C2＝100pf～100μf时，f可在几Hz～MHz 变化。脉冲宽度 tw1＝tw2＝0.7RC，T＝1.4RC.

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2.1.3门电路多谐振荡器仿真

图3非门内部电路

图4不对称多谐振荡器

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图5对称多谐振器

3 555定时器构成的多谐振荡器

3.1 555定时器 (1)基本原理及其组成

由电阻分压器、电压比较器、基本RS 触发器、输出缓冲反相器、集电极开路输出三极管组成。其内部结构如图（A）及管脚排列如图（B）所示。

A∞A∞ 3.2用555定时器组成多谐振荡器

工作原理：

1）电路第一暂态，输出为1。电容充电，电路转换到第二暂态,输出为0 2）电路第二暂稳态，电容放电，电路转换到第一暂态。

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图5用555定时器组成多谐振荡器的原理图

工作波形与振荡频率计算：

tPL=R2C1n2≈0.7R2C

tpH = (R1+R2)C1n2≈0.7(R1+R2)C

f?11.43?tPL?tPH(R1?2R2)C vC 2 V 3 CC1 V 3 CCO vO t

R1 R2 vC C VCC 8 4 7 3 555 6 5 1 v0.01?F tPL O tPH t 3.3用555定时器组成占空比可的调多谐振荡器

tpH = RAC1n2≈0.7RAC tPL=RBC1n2≈0.7RBC

RA tpH11.43??tpL(RA?RB)CVCC R1 R2 7 D1 6 2 8 555 1 4 3 vO

f?

RB R3 vC ＋ C D2 － 5 0.01? F 4

Aq(%)??100% RA?RBR

3.4 555振荡器仿真

555芯片构成的如图9所示。输出脉冲波的高电平持续时间TW1=0.7（R1+R2）C1.

图9 555多谐振荡器

555多谐振荡器电路的仿真结果：

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