SN74LVC1G123：單可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的設(shè)計(jì)指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是一種常用的電路元件，它能產(chǎn)生特定寬度的脈沖信號，在眾多應(yīng)用場景中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。今天，我們就來深入探討德州儀器（Texas Instruments）的SN74LVC1G123單可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。

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1. 器件概述

SN74LVC1G123專為1.65 - 5.5V的$V{CC}$操作而設(shè)計(jì)，支持5V的$V{CC}$運(yùn)行，并且其輸入能承受高達(dá)5.5V的電壓。它具有多種特性，如最大傳播延遲$t_{pd}$在3.3V時(shí)僅為8ns，支持所有端口的混合模式電壓操作，$bar{A}$和B輸入上的施密特觸發(fā)器電路可處理緩慢的輸入轉(zhuǎn)換速率等。

該器件的輸出脈沖持續(xù)時(shí)間可通過三種方法進(jìn)行控制：

• 方法一：$bar{A}$輸入為低電平，B輸入變?yōu)楦唠娖健?/li>
• 方法二：B輸入為高電平，$bar{A}$輸入變?yōu)榈碗娖健?/li>
• 方法三：$bar{A}$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>

輸出脈沖持續(xù)時(shí)間可通過選擇外部電阻和電容值進(jìn)行編程。外部定時(shí)電容需連接在$C{ext}$和$R{ext} / C{ext}$（正）之間，外部電阻連接在$R{ext} / C{ext}$和$V{CC}$之間。若要獲得可變脈沖持續(xù)時(shí)間，可在$R{ext} / C{ext}$和$V_{CC}$之間連接外部可變電阻。此外，將$overline{CLR}$置為低電平可縮短輸出脈沖持續(xù)時(shí)間。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域

SN74LVC1G123的應(yīng)用范圍十分廣泛，涵蓋了音頻視頻設(shè)備、計(jì)算機(jī)、通信等多個(gè)領(lǐng)域，例如AV接收器、藍(lán)光播放器、家庭影院、DVD刻錄機(jī)和播放器、臺式PC或筆記本電腦、數(shù)字收音機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)收音機(jī)播放器、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（DVC）、嵌入式PC、GPS個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)附屬存儲（NAS）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、服務(wù)器PSU、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD）、視頻分析服務(wù)器、無線耳機(jī)、鍵盤和鼠標(biāo)等。

3. 規(guī)格參數(shù)

3.1 絕對最大額定值

在使用該器件時(shí)，需注意其絕對最大額定值，如$V{CC}$電源電壓范圍為 - 0.5V至6.5V，輸入電壓$V{I}$和輸出電壓$V{O}$在不同狀態(tài)下也有相應(yīng)的限制，連續(xù)輸出電流$I{O}$最大為±50mA等。超出這些額定值可能會(huì)對器件造成永久性損壞。

3.2 ESD額定值

該器件具有良好的靜電放電（ESD）保護(hù)能力，人體模型（HBM）的ESD額定值為 + 2000V，帶電設(shè)備模型（CDM）為 + 1000V，能有效防止靜電對器件的損害。

3.3 推薦工作條件

推薦的工作條件包括$V{CC}$電源電壓范圍為1.65V至5.5V，不同$V{CC}$下的高電平輸入電壓$V{IH}$和低電平輸入電壓$V{IL}$也有相應(yīng)要求，同時(shí)對負(fù)載電流、外部定時(shí)電阻$R_{ext}$和工作溫度范圍等都有明確規(guī)定。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保器件在這些推薦條件下工作，以保證其性能和可靠性。

3.4 熱信息

不同封裝的器件具有不同的熱阻，如DCT（SSOP）封裝的結(jié)到環(huán)境熱阻$R_{theta JA}$為220°C/W，DCU（VSSOP）為227°C/W，YZP（DSBGA）為102°C/W。了解這些熱信息有助于在設(shè)計(jì)散熱方案時(shí)做出合理的選擇。

3.5 電氣特性

在推薦的工作溫度范圍內(nèi)，器件的電氣特性包括輸出高電平電壓$V{OH}$、輸出低電平電壓$V{OL}$、輸入電流$I{i}$、靜態(tài)電流$I{CC}$等參數(shù)都有相應(yīng)的規(guī)定。這些參數(shù)是評估器件性能的重要依據(jù)。

3.6 時(shí)序要求

脈沖持續(xù)時(shí)間$t{IN}$、脈沖重觸發(fā)時(shí)間$t{m}$等時(shí)序參數(shù)與$V{CC}$、外部電阻$R{ext}$和電容$C{ext}$的值有關(guān)。例如，在不同的$V{CC}$和$R{ext}$、$C{ext}$組合下，脈沖持續(xù)時(shí)間和重觸發(fā)時(shí)間會(huì)有所不同。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)具體需求合理選擇這些參數(shù)。

3.7 開關(guān)特性

開關(guān)特性包括傳播延遲時(shí)間$t{pd}$等，其值與負(fù)載電容$C{L}$、$V{CC}$和輸入信號有關(guān)。不同的$C{L}$和$V_{CC}$組合下，傳播延遲時(shí)間會(huì)有所變化。在高速電路設(shè)計(jì)中，這些開關(guān)特性是需要重點(diǎn)考慮的因素。

4. 設(shè)計(jì)與應(yīng)用

4.1 典型應(yīng)用 - 開關(guān)去抖電路

許多開關(guān)在按下時(shí)會(huì)產(chǎn)生多個(gè)觸發(fā)信號，而開關(guān)去抖電路可以將這些多個(gè)觸發(fā)信號轉(zhuǎn)換為一個(gè)有效的觸發(fā)信號。SN74LVC1G123可用于實(shí)現(xiàn)這樣的開關(guān)去抖電路，利用其可重觸發(fā)的特性，使輸出脈沖長度大于最長的單個(gè)抖動(dòng)時(shí)間（通常小于1ms）。

4.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟

在設(shè)計(jì)開關(guān)去抖電路時(shí)，需要選擇合適的$V{CC}$、$R{PU}$、$R$和$C$的值。例如，$V{CC}$可選擇1.8V，$R{PU}$選擇10kΩ，$R$和$C$的值可通過應(yīng)用曲線中的圖表來確定。若需要輸出脈沖為1ms，可先將1ms轉(zhuǎn)換為ns，然后根據(jù)$V_{CC}$為1.8V的曲線來確定$R$和$C$的值。

4.3 電源供應(yīng)建議

電源供應(yīng)應(yīng)在推薦的工作電壓范圍內(nèi)，每個(gè)$V{CC}$端子應(yīng)配備良好的旁路電容，以防止電源干擾。對于單電源器件，推薦使用0.1μF的旁路電容；對于多個(gè)$V{CC}$引腳的器件，可根據(jù)具體情況選擇0.01μF或0.022μF的電容。為了更好地抑制不同頻率的噪聲，可使用多個(gè)旁路電容并聯(lián)。

4.4 布局指南

在PCB布局時(shí)，需要注意反射和匹配問題。當(dāng)PCB走線轉(zhuǎn)彎時(shí)，可能會(huì)發(fā)生反射，因此應(yīng)盡量采用圓角轉(zhuǎn)彎的方式，以保持走線寬度恒定，減少反射。

5. 總結(jié)

SN74LVC1G123是一款功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良的單可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，具有廣泛的應(yīng)用前景。在設(shè)計(jì)過程中，我們需要深入了解其特性和規(guī)格參數(shù)，根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和布局，以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。希望本文能為電子工程師們在使用SN74LVC1G123進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)提供一些有用的參考。你在使用類似器件時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。