可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器家族：SN54/74與SN54LS/74LS系列解析

引言

在電子電路設(shè)計(jì)中，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器扮演著至關(guān)重要的角色，它能產(chǎn)生特定寬度的脈沖信號(hào)，廣泛應(yīng)用于定時(shí)、脈沖整形等領(lǐng)域。德州儀器（TI）的SN54/74與SN54LS/74LS系列可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，憑借其出色的性能和穩(wěn)定性，備受工程師青睞。今天，我們就來(lái)深入探討這些器件的特點(diǎn)、應(yīng)用及相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

文件下載：SN74LS123D.pdf

器件概述

本次涉及的器件包括SN54122、SN54123、SN54130、SN54LS122、SN54LS123、SN74122、SN74123、SN74130、SN74LS122和SN74LS123。這些器件具有直流觸發(fā)功能，可從高電平或低電平門控邏輯輸入觸發(fā)，能產(chǎn)生非常長(zhǎng)的輸出脈沖，占空比可達(dá)100%，并且可以通過(guò)重觸發(fā)來(lái)延長(zhǎng)脈沖，也能使用覆蓋清除功能提前終止輸出脈沖。

封裝形式

不同的型號(hào)有多種封裝可供選擇，如SN54123、SN54130、SN54LS123有JOR W封裝；SN74123、SN74130有N封裝；SN74LS123有D OR N封裝等。具體的封裝信息在文檔中有詳細(xì)的表格說(shuō)明，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

輸出脈沖控制

這些多諧振蕩器的輸出脈沖持續(xù)時(shí)間可通過(guò)三種方法控制。基本脈沖時(shí)間由外部電阻和電容的值決定，對(duì)于“122”和“LS122”，內(nèi)部還有10kΩ的定時(shí)電阻，在某些情況下僅需外接一個(gè)電容器即可使用。一旦觸發(fā)，基本脈沖持續(xù)時(shí)間可以通過(guò)重觸發(fā)低電平有效（A）或高電平有效（B）輸入來(lái)延長(zhǎng)，或者使用覆蓋清除功能來(lái)縮短。

電氣特性與性能參數(shù)

推薦工作條件

不同前綴的器件（如SN54'、SN74'、SN54LS'、SN74LS'）在推薦工作條件上有所差異。以供電電壓為例，SN54'系列的范圍是4.5 - 5.5V，而SN74'系列是4.75 - 5.25V。對(duì)于輸出電流、脈沖持續(xù)時(shí)間、外部定時(shí)電阻等參數(shù)，也都有相應(yīng)的最小、典型和最大值規(guī)定。這些參數(shù)為工程師在電路設(shè)計(jì)中的參數(shù)選擇提供了重要依據(jù)。

電氣特性參數(shù)

在電氣特性方面，涉及到輸入電壓、輸出電壓、輸入電流、短路輸出電流、電源電流等多個(gè)參數(shù)。例如，高電平輸入電壓（VIH）一般要求為2V，低電平輸入電壓（VIL）在0.7 - 0.8V之間。這些參數(shù)的具體數(shù)值會(huì)根據(jù)不同的測(cè)試條件和器件型號(hào)有所變化，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)需要仔細(xì)查閱文檔，確保電路的正常工作。

開關(guān)特性

開關(guān)特性描述了器件在輸入信號(hào)變化時(shí)輸出信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間，包括傳播延遲時(shí)間（tPLH和tPHL）和輸出脈沖持續(xù)時(shí)間（twQ）等參數(shù)。這些參數(shù)在不同的輸入輸出組合和測(cè)試條件下有不同的值，對(duì)于高速電路設(shè)計(jì)尤為重要。

典型應(yīng)用數(shù)據(jù)

'122、'123、'130系列

當(dāng)外部電容$C{ext } ≤1000 pF$時(shí)，可參考文檔中的圖4來(lái)確定脈沖持續(xù)時(shí)間。當(dāng)$C{ext }>1000 pF$時(shí)，輸出脈沖持續(xù)時(shí)間$(t{w})$可通過(guò)公式$t{w}=K cdot R{T} cdot C{ext }left(1+frac{0.7}{R{T}}right)$計(jì)算，其中K值對(duì)于“122”為0.32，對(duì)于“123”和“130”為0.28。在使用電解電容器并利用清除功能的應(yīng)用中，為防止$C{ext }$兩端出現(xiàn)反向電壓，建議采用圖2所示的方法，此時(shí)脈沖持續(xù)時(shí)間公式中的K值變?yōu)?K_{D}$（“122”為0.28，“123”和“130”為0.25）。

'LS122、'LS123系列

基本輸出脈沖持續(xù)時(shí)間主要由外部電容和定時(shí)電阻的值決定。當(dāng)$C{ext } ≤1000 pF$時(shí)，可使用圖6或通過(guò)公式$t{w}=K cdot R{T} cdot C{ext}$計(jì)算；當(dāng)$C{ext } ≥1 mu F$時(shí)，輸出脈沖寬度定義為$t{w}=0.33 cdot R{T} cdot C{ext }$。其中，K為乘數(shù)因子，可參考圖7。此外，為獲得最大抗噪能力，建議將系統(tǒng)接地連接到$C_{ext }$節(jié)點(diǎn)，并且由于該系列采用的定時(shí)方案，使用電解電容器時(shí)無(wú)需開關(guān)二極管來(lái)防止反向偏置。

封裝與包裝信息

文檔提供了詳細(xì)的封裝選項(xiàng)和包裝信息，包括可訂購(gòu)的器件型號(hào)、狀態(tài)、封裝類型、引腳數(shù)、包裝數(shù)量、環(huán)保計(jì)劃、引腳鍍層/球材料、濕度敏感度等級(jí)（MSL）、峰值溫度、工作溫度范圍、器件標(biāo)記以及樣品情況等。同時(shí)，還給出了不同封裝的機(jī)械尺寸圖和相關(guān)說(shuō)明，方便工程師進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)和組裝。

總結(jié)

SN54/74與SN54LS/74LS系列可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器為電子工程師提供了豐富的選擇，其多樣化的封裝形式、靈活的脈沖控制方式以及明確的電氣特性和應(yīng)用數(shù)據(jù)，使得工程師能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)出高效、穩(wěn)定的電路。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師需要深入理解這些器件的特性和參數(shù)，結(jié)合具體的應(yīng)用需求進(jìn)行合理的選擇和設(shè)計(jì)，以確保電路能夠達(dá)到預(yù)期的性能要求。

各位工程師們，在使用這些器件時(shí)遇到過(guò)哪些有趣的問(wèn)題或挑戰(zhàn)呢？不妨在評(píng)論區(qū)分享一下你的經(jīng)驗(yàn)和見解。