深入解析SN54AHC123A和SN74AHC123A雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是一種常用的電路元件，可用于產(chǎn)生特定寬度的脈沖信號。今天，我們將深入探討德州儀器（TI）的SN54AHC123A和SN74AHC123A雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，了解它們的特性、工作原理、應(yīng)用注意事項(xiàng)以及相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)。

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產(chǎn)品概述

SN54AHC123A和SN74AHC123A是專為2V至5.5V Vcc操作而設(shè)計(jì)的雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。它們具有以下顯著特點(diǎn)：

• 寬工作電壓范圍：能夠在2V至5.5V的電源電壓下穩(wěn)定工作，適用于多種不同的應(yīng)用場景。
• 施密特觸發(fā)器輸入：在 $overline{A}$、B 和 CLR 輸入上配備了施密特觸發(fā)器，具有足夠的滯后特性，能夠處理緩慢的輸入轉(zhuǎn)換速率，實(shí)現(xiàn)無抖動(dòng)的輸出觸發(fā)。
• 可重觸發(fā)功能：允許通過重新觸發(fā)低電平有效（$overline{A}$）或高電平有效（B）輸入來延長基本脈沖持續(xù)時(shí)間，從而產(chǎn)生非常長的輸出脈沖。
• 清除功能：CLR 輸入可用于覆蓋 $overline{A}$ 或 B 輸入，提前終止輸出脈沖。
• 低脈沖持續(xù)時(shí)間變化：對于給定的外部定時(shí)組件，器件之間的輸出脈沖持續(xù)時(shí)間變化通常小于 ±0.5%。
• 無毛刺上電復(fù)位：在上電時(shí)，Q 輸出處于低電平狀態(tài)，$overline{Q}$ 輸出處于高電平狀態(tài)，無需施加復(fù)位脈沖即可實(shí)現(xiàn)無毛刺的輸出。

工作原理

脈沖觸發(fā)

脈沖觸發(fā)發(fā)生在特定的電壓電平上，與輸入脈沖的轉(zhuǎn)換時(shí)間沒有直接關(guān)系。通過三種方法可以觸發(fā)輸出脈沖：

1. $overline{A}$ 輸入為低電平，B 輸入變?yōu)楦唠娖健?/li>
2. B 輸入為高電平，$overline{A}$ 輸入變?yōu)榈碗娖健?/li>
3. $overline{A}$ 輸入為低電平，B 輸入為高電平，且清除（$overline{CLR}$）輸入變?yōu)楦唠娖健?/li>

脈沖持續(xù)時(shí)間控制

輸出脈沖持續(xù)時(shí)間通過選擇外部電阻和電容值進(jìn)行編程。外部定時(shí)電容必須連接在 $C{ext}$ 和 $R{ext}/C{ext}$（正）之間，外部電阻連接在 $R{ext}/C{ext}$ 和 $V{CC}$ 之間。為了獲得可變的脈沖持續(xù)時(shí)間，可以在 $R{ext}/C{ext}$ 和 $V_{CC}$ 之間連接一個(gè)外部可變電阻。此外，通過將 CLR 置為低電平，也可以縮短輸出脈沖持續(xù)時(shí)間。

重觸發(fā)和清除

一旦觸發(fā)，基本脈沖持續(xù)時(shí)間可以通過重新觸發(fā)低電平有效（$overline{A}$）或高電平有效（B）輸入來延長。而將 CLR 置為低電平則可以縮短脈沖持續(xù)時(shí)間。CLR 輸入可以覆蓋 $overline{A}$ 或 B 輸入，實(shí)現(xiàn)對輸出脈沖的靈活控制。

電氣特性和參數(shù)

絕對最大額定值

在使用 SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 時(shí)，需要注意其絕對最大額定值，以避免對器件造成永久性損壞。這些額定值包括電源電壓范圍、輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、輸入和輸出鉗位電流、連續(xù)輸出電流等。例如，電源電壓范圍為 0.5V 至 7V，輸入電壓范圍為 -0.5V 至 7V。

推薦工作條件

為了確保器件的正常工作，應(yīng)遵循推薦的工作條件。這些條件包括電源電壓、輸入電壓、輸出電流、外部定時(shí)電阻、上電斜坡速率和工作溫度范圍等。例如，SN54AHC123A 的工作溫度范圍為 -55°C 至 125°C，SN74AHC123A 的工作溫度范圍為 -40°C 至 85°C。

電氣特性

文檔中還提供了詳細(xì)的電氣特性參數(shù)，如輸出高電平電壓、輸出低電平電壓、輸入電流、靜態(tài)電流、電容等。這些參數(shù)在不同的電源電壓和測試條件下有所不同，設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。

定時(shí)要求

在推薦的工作溫度范圍內(nèi)，給出了不同電源電壓下的定時(shí)要求，包括 CLR 脈沖持續(xù)時(shí)間、A 或 B 觸發(fā)脈沖持續(xù)時(shí)間、脈沖重觸發(fā)時(shí)間等。例如，在 $V_{CC}=3.3V pm 0.3V$ 時(shí)，CLR 脈沖持續(xù)時(shí)間的最小值為 5ns。

開關(guān)特性

開關(guān)特性描述了輸入信號變化到輸出信號響應(yīng)之間的時(shí)間延遲，包括 $t{PLH}$（低到高傳輸延遲）和 $t{PHL}$（高到低傳輸延遲）。這些參數(shù)在不同的負(fù)載電容和輸入信號下有所不同，對于高速應(yīng)用設(shè)計(jì)非常重要。

應(yīng)用注意事項(xiàng)

噪聲抑制

為了防止由于噪聲引起的故障，建議在 $V{CC}$ 和 GND 之間連接一個(gè)高頻電容器，并盡量縮短外部組件與 $C{ext}$ 和 $R{ext}/C{ext}$ 端子之間的布線長度。

掉電考慮

當(dāng) $C{ext}$ 的值較大時(shí)，在關(guān)閉 ’AHC123A 器件電源時(shí)可能會出現(xiàn)問題。因?yàn)?a target="_blank">電容器中存儲的能量會通過引腳 2 或引腳 14 上的保護(hù)二極管從 $V{CC}$ 放電。為了避免損壞器件，必須將輸入保護(hù)二極管中的電流限制在 30mA 以內(nèi)，因此 $V{CC}$ 電源的關(guān)斷時(shí)間不能快于 $t = V{CC} × C{ext} / 30mA$。在需要快速降低 $V{CC}$ 到零的情況下，建議使用外部鉗位二極管。

輸出脈沖持續(xù)時(shí)間計(jì)算

輸出脈沖持續(xù)時(shí)間 $t_w$ 主要由外部電容 $C_T$ 和定時(shí)電阻 $R_T$ 的值決定。計(jì)算公式為 $t_w = K × R_T × C_T$，其中當(dāng) $C_T ≥ 1000pF$ 時(shí)，$K = 1.0$；當(dāng) $C_T < 1000pF$ 時(shí)，$K$ 值可以從相關(guān)圖表中確定。

重觸發(fā)數(shù)據(jù)

最小輸入重觸發(fā)時(shí)間 $t{MIR}$ 是初始信號之后重新觸發(fā)輸入所需的最短時(shí)間，$t{MIR} = 0.30 × tw$。重觸發(fā)時(shí)間 $t{RT} = tw + t{PLH}$，其中 $t_{PLH}$ 為傳播延遲。為了確保重觸發(fā)輸出，從輸入脈沖結(jié)束到重觸發(fā)輸出開始的最小時(shí)間應(yīng)約為 15ns。

封裝和訂購信息

SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 提供多種不同的封裝選項(xiàng)，包括 PDIP、SOIC、SSOP、TSSOP、TVSOP、CDIP、CFP 和 LCCC 等。不同的封裝適用于不同的應(yīng)用場景和安裝要求。在訂購時(shí)，需要根據(jù)具體的需求選擇合適的器件型號和封裝類型。

總結(jié)

SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是一種功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定的電子元件，適用于多種不同的應(yīng)用場景。通過合理選擇外部電阻和電容值，可以精確控制輸出脈沖的持續(xù)時(shí)間。在設(shè)計(jì)過程中，需要注意電氣特性、定時(shí)要求、開關(guān)特性等參數(shù)，并遵循應(yīng)用注意事項(xiàng)，以確保器件的正常工作和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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