multisim 仿真教程 门电路的应用

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第8章门电路,内容提要,用来实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路统称为门电路。本章介绍了门电路的基本性质，编码器电路，译码器电路， 数据选择器电路，加法器电路，数值比较器电路、用门电路实现的,ASK,幅度键控调制电路、用门电路实现的,FSK,频率键控调制电路、用门电路实现的,PSK,相位选择法调制电路特性以及计算机仿真设计方法。,8.1 门电路的应用,8.1.1 门电路的性质,1.,TTL,电路输入输出电路性质,当输入端为高电平时，其方向是从外部流入输入端。,当输入端处于低电平时，电流由电源,VCC,经内部电路流出输入端，电流较大，当与上一级电路连接时，将决定上级电路应具有的负载能力。,高电平输出电压在负载不大时为,3.5,V,左右。低电平输出时，允许后级电路灌入电流，随着灌入电流的增加，输出低电平将升高，一般,LS,系列,TTL,电路允许灌入,8,mA,电流，即可吸收后级,20个,LS,系列标准门的灌入电流。最大允许低电平输出电压为,0.4,V。,2.,CMOS,电路输入输出电路性质,一般,CC,系列的,CMOS,电路输入阻抗可高达1010,，,输入电容在5,pf,以下，输入高电平通常要求在3.5,V,以上，输入低电平通常为1.5,V,以下。,CMOS,电路的输出结构具有对称性，故对高低电平具有相同的输出能力，负载能力较小，仅可驱动少量的,CMOS,电路。,当输出端负载很轻时，输出高电平将十分接近电源电压；输出低电平时将十分接近地电位。,在高速,CMOS,电路54/74,HC,系列中的一个子系列54/74,HCT，,其输入电平与,TTL,电路完全相同，因此在相互取代时，不需考虑电平的匹配问题。,3. 集成逻辑电路的连接,在实际的数字电路系统中总是将一定数量的集成逻辑电路按需要前后连接起来。这时，前级电路的输出将与后级电路的输入相连并驱动后级电路工作。这就存在着电平的配合和负载能力这两个需要妥善解决的问题。,可用下列几个表达式来说明连接时所要满足的条件:,U,OH,（,前级）,U,iH,（,后级）,U,OL,（,前级）,U,iL,（,后级）,I,OH,（,前级）,n,I,iH,（,后级）,I,OL,（,前级）,n,I,Il,（,后级）,n,为后级门的数目,(,1),TTL,与,TTL,的连接,TTL,集成逻辑电路的所有系列，由于电路结构形式相同，电平配合比较方便，不需要外接元件可直接连接，不足之处是受低电平时负载能力的限制。,(,2),TTL,驱动,CMOS,电路,TTL,电路驱动,CMOS,电路时，由于,CMOS,电路的输入阻抗高，故此驱动电流一般不会受到限制，但在电平配合问题上，低电平是可以的，高电平时有困难，因为,TTL,电路在满载时，输出高电平通常低于,CMOS,电路对输入高电平的要求，因此为保证,TTL,输出高电平时，后级,的,CMOS,电路能可靠工作，通常要外接一个上拉电阻,R，,如图,8.1.1,所示，使输出高电平达到,3.5,V,以上，,R,的取值为,26.2,K,较合适。,图8.1.1,TTL,电路驱动,CMOS,电路,(3),CMOS,驱动,TTL,电路,CMOS,的输出电平能满足,TTL,对输入电平的要求，而驱动电流将受限制，主要是低电平时的负载能力。除了,74,HC,系列外的其它,CMOS,电路驱动,TTL,的能力都较低。,既要使用此系列又要提高其驱动能力时，可采用以下两种方法：, 采用,CMOS,驱动器，如,CC4049、CC4050,的,CMOS,电路。, 几个同功能的,CMOS,电路并联使用，即将其输入端并联，输出端并联（,TTL,电路是不允许并联的）。,(,4),CMOS,与,CMOS,的连接,CMOS,电路之间的连接十分方便，不需另加外接元件。对直流参数来讲，一个,CMOS,电路可带动的,CMOS,电路数量是不受限制，但在实际使用时，应当考虑后级门输入电容对前级门的传输速度的影响，电容太大时，传输速度要下降，因此在高速,使用时要从负载电容来考虑，例如,CC4000T,系列。,CMOS,电路在10,MHz,以上速度运用时应限制在20个门以下。,该电路主要用于自控设备中的自动报警，也可用作防盗报警器。本例中，使用一片四2输入端或非门集成电路,CC4001,晶体三极管,VT,和扬声器等构成故障报警器。其中门,U1A、,门,U1C,为或非门连接，门,U1B、,门,U1D,为反相器连接，电路如图8.1.2所示电路。电路中,CC4001,的门,U1A,和门,U1B,组成一个低频振荡器，门,U1C,和门,U1D,组成一个音频振荡器。在,8.1.2,故障报警器,