SN54AHC123A和SN74AHC123A雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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，它能夠產(chǎn)生特定寬度的脈沖信號(hào)，廣泛應(yīng)用于定時(shí)、脈沖生成等場(chǎng)景。今天，我們就來(lái)深入探討一下德州儀器（TI）的SN54AHC123A和SN74AHC123A雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。

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一、產(chǎn)品概述

SN54AHC123A和SN74AHC123A是專門為2V至5.5V Vcc電源電壓范圍設(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)：

1. 寬電壓范圍：能夠在2V至5.5V的電源電壓下穩(wěn)定工作，適用于多種不同的電源環(huán)境。
2. 施密特觸發(fā)輸入：在 $overline{A}$、B和CLR輸入上采用了施密特觸發(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，并在輸出端實(shí)現(xiàn)無(wú)抖動(dòng)觸發(fā)。
3. 可重觸發(fā)功能：通過(guò)對(duì)低電平有效（$overline{A}$）或高電平有效（B）輸入進(jìn)行重觸發(fā)，可以延長(zhǎng)基本脈沖持續(xù)時(shí)間。
4. 脈沖控制靈活：可以通過(guò)將CLR置低來(lái)縮短脈沖持續(xù)時(shí)間，并且CLR輸入可以覆蓋 $overline{A}$ 或B輸入。
5. 上電復(fù)位無(wú)毛刺：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(wú)需施加復(fù)位脈沖即可實(shí)現(xiàn)無(wú)毛刺輸出。
6. ESD保護(hù)：具備出色的靜電放電（ESD）保護(hù)能力，超過(guò)JESD 22標(biāo)準(zhǔn)的要求，包括2000V人體模型（A114 - A）、200V機(jī)器模型（A115 - A）和1000V充電設(shè)備模型（C101）。

二、訂購(gòu)信息

這兩款器件提供了多種封裝選項(xiàng)，以滿足不同的應(yīng)用需求。具體的訂購(gòu)信息如下：

SN74AHC123A（-40°C至85°C工作溫度范圍）

SN54AHC123A（-55°C至125°C工作溫度范圍）

三、工作原理

脈沖觸發(fā)與持續(xù)時(shí)間控制

輸出脈沖持續(xù)時(shí)間可以通過(guò)選擇外部電阻和電容值來(lái)編程。外部定時(shí)電容必須連接在 $C{ext}$ 和 $R{ext}/C{ext}$（正極）之間，外部電阻連接在 $R{ext}/C{ext}$ 和 $V{CC}$ 之間。如果需要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，將CLR置低也可以縮短輸出脈沖持續(xù)時(shí)間。 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(méi)有直接關(guān)系。具體的觸發(fā)方式有三種：

1. $overline{A}$ 輸入為低電平，B輸入從低電平變?yōu)楦唠娖健?/li>
2. B輸入為高電平，$overline{A}$ 輸入從高電平變?yōu)榈碗娖健?/li>
3. $overline{A}$ 輸入為低電平，B輸入為高電平，且CLR輸入從低電平變?yōu)楦唠娖健?/li>

重觸發(fā)與清除功能

一旦觸發(fā)，基本脈沖持續(xù)時(shí)間可以通過(guò)對(duì)低電平有效（$overline{A}$）或高電平有效（B）輸入進(jìn)行重觸發(fā)來(lái)延長(zhǎng)。而將CLR置低則可以縮短脈沖持續(xù)時(shí)間，并且CLR輸入可以覆蓋 $overline{A}$ 或B輸入。

四、電氣特性與參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

推薦工作條件

電氣特性

文檔中還給出了詳細(xì)的電氣特性參數(shù)，包括不同電源電壓下的輸出電壓、輸入電流、靜態(tài)電流、動(dòng)態(tài)電流等。例如，在不同的負(fù)載電流和電源電壓下，輸出高電平電壓和輸出低電平電壓的典型值和最大值都有明確的規(guī)定。這些參數(shù)對(duì)于電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估非常重要。

五、應(yīng)用注意事項(xiàng)

噪聲防護(hù)

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，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(zhǎng)度。

掉電考慮

當(dāng)使用較大的$C{ext}$電容時(shí)，在掉電過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。因?yàn)殡娙葜写鎯?chǔ)的能量會(huì)通過(guò)引腳2或引腳14的保護(hù)二極管從$V{CC}$放電。為了避免損壞器件，需要將輸入保護(hù)二極管的電流限制在30mA以內(nèi)，因此$V{CC}$電源的關(guān)斷時(shí)間不能快于$t = V{CC} × C{ext} / 30mA$。通常情況下，由于電源經(jīng)過(guò)了大量的濾波處理，不會(huì)出現(xiàn)這種快速放電的情況。如果$V{CC}$需要更快地降至零，可以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)，$K$的值可以從圖9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(hào)之后再次觸發(fā)輸入所需的最小時(shí)間。實(shí)驗(yàn)表明，為了重觸發(fā)輸出脈沖，兩個(gè)相鄰的輸入信號(hào)之間的時(shí)間間隔應(yīng)該為$t{MIR}$，其中$t{MIR} = 0.30 × t{w}$。重觸發(fā)脈沖持續(xù)時(shí)間$t{RT}$的計(jì)算公式為： $t{RT} = t{W} + t{PLH} = (K × R{T} × C{T}) + t{PLH}$ 其中，$t{PLH}$是傳播延遲。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(kāi)始的最小時(shí)間應(yīng)該約為15ns。

六、機(jī)械數(shù)據(jù)與封裝信息

文檔中還提供了各種封裝的機(jī)械數(shù)據(jù)和尺寸信息，包括不同封裝的外形圖、引腳排列、尺寸公差等。這些信息對(duì)于PCB設(shè)計(jì)和器件布局非常重要。例如，對(duì)于不同的封裝類型，如SOIC、SSOP、TSSOP等，都有詳細(xì)的尺寸標(biāo)注和相關(guān)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。

七、總結(jié)

SN54AHC123A和SN74AHC123A雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是兩款性能出色、功能豐富的器件。它們具有寬電壓范圍、靈活的脈沖控制、良好的ESD保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種不同的應(yīng)用場(chǎng)景。在使用過(guò)程中，需要注意其電氣特性、應(yīng)用注意事項(xiàng)和機(jī)械數(shù)據(jù)，以確保器件的正常工作和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。希望通過(guò)本文的介紹，能夠幫助電子工程師更好地了解和應(yīng)用這兩款器件。

大家在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)類似器件的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。