SN54AHC123A和SN74AHC123A雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的設計與應用

在電子設計領域，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，廣泛應用于定時、脈沖生成等場景。今天，我們就來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。

文件下載：SN74AHC123AN.pdf

一、產(chǎn)品概述

SN54AHC123A和SN74AHC123A是專門為2V至5.5V Vcc電源電壓范圍設計的雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。它們具有以下顯著特點：

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換速率，并在輸出端實現(xiàn)無抖動觸發(fā)。
3. 可重觸發(fā)功能：通過對低電平有效（$overline{A}$）或高電平有效（B）輸入進行重觸發(fā)，可以延長基本脈沖持續(xù)時間。
4. 脈沖控制靈活：可以通過將CLR置低來縮短脈沖持續(xù)時間，并且CLR輸入可以覆蓋 $overline{A}$ 或B輸入。
5. 上電復位無毛刺：在上電時，Q輸出處于低電平狀態(tài)，$overline{Q}$ 輸出處于高電平狀態(tài)，無需施加復位脈沖即可實現(xiàn)無毛刺輸出。
6. ESD保護：具備出色的靜電放電（ESD）保護能力，超過JESD 22標準的要求，包括2000V人體模型（A114 - A）、200V機器模型（A115 - A）和1000V充電設備模型（C101）。

二、訂購信息

這兩款器件提供了多種封裝選項，以滿足不同的應用需求。具體的訂購信息如下：

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)時間控制

輸出脈沖持續(xù)時間可以通過選擇外部電阻和電容值來編程。外部定時電容必須連接在 $C{ext}$ 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)時間，可以在 $R{ext}/C{ext}$ 和 $V_{CC}$ 之間連接一個外部可變電阻。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，與輸入脈沖的轉換時間沒有直接關系。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)時間可以通過對低電平有效（$overline{A}$）或高電平有效（B）輸入進行重觸發(fā)來延長。而將CLR置低則可以縮短脈沖持續(xù)時間，并且CLR輸入可以覆蓋 $overline{A}$ 或B輸入。

四、電氣特性與參數(shù)

絕對最大額定值

推薦工作條件

電氣特性

文檔中還給出了詳細的電氣特性參數(shù)，包括不同電源電壓下的輸出電壓、輸入電流、靜態(tài)電流、動態(tài)電流等。例如，在不同的負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)對于電路設計和性能評估非常重要。

五、應用注意事項

噪聲防護

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$R{ext}/C{ext}$端子之間的布線長度。

掉電考慮

當使用較大的$C{ext}$電容時，在掉電過程中可能會出現(xiàn)問題。因為電容中存儲的能量會通過引腳2或引腳14的保護二極管從$V{CC}$放電。為了避免損壞器件，需要將輸入保護二極管的電流限制在30mA以內，因此$V{CC}$電源的關斷時間不能快于$t = V{CC} × C{ext} / 30mA$。通常情況下，由于電源經(jīng)過了大量的濾波處理，不會出現(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)時間計算

輸出脈沖持續(xù)時間$t{w}$主要由外部電容（$C{T}$）和定時電阻（$R{T}$）的值決定。計算公式為： $t{w} = K × R{T} × C{T}$ 其中，當$C{T} ≥ 1000pF$時，$K = 1.0$；當$C{T} < 1000pF$時，$K$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)時間（$t{MIR}$）是初始信號之后再次觸發(fā)輸入所需的最小時間。實驗表明，為了重觸發(fā)輸出脈沖，兩個相鄰的輸入信號之間的時間間隔應該為$t{MIR}$，其中$t{MIR} = 0.30 × t{w}$。重觸發(fā)脈沖持續(xù)時間$t{RT}$的計算公式為： $t{RT} = t{W} + t{PLH} = (K × R{T} × C{T}) + t{PLH}$ 其中，$t{PLH}$是傳播延遲。為了確保重觸發(fā)輸出，從輸入脈沖結束到重觸發(fā)輸出開始的最小時間應該約為15ns。

六、機械數(shù)據(jù)與封裝信息

文檔中還提供了各種封裝的機械數(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。這些信息對于PCB設計和器件布局非常重要。例如，對于不同的封裝類型，如SOIC、SSOP、TSSOP等，都有詳細的尺寸標注和相關的設計注意事項。

七、總結

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保護等優(yōu)點，適用于多種不同的應用場景。在使用過程中，需要注意其電氣特性、應用注意事項和機械數(shù)據(jù)，以確保器件的正常工作和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。希望通過本文的介紹，能夠幫助電子工程師更好地了解和應用這兩款器件。

大家在實際設計過程中，有沒有遇到過類似器件的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。