深入解析SN54AHC123A和SN74AHC123A雙可重觸發單穩態多諧振蕩器

在電子設計領域，單穩態多諧振蕩器是一種常用的電路元件，可用于產生特定寬度的脈沖信號。今天，我們將深入探討德州儀器（TI）的SN54AHC123A和SN74AHC123A雙可重觸發單穩態多諧振蕩器，了解它們的特性、工作原理、應用注意事項以及相關的技術細節。

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產品概述

SN54AHC123A和SN74AHC123A是專為2V至5.5V Vcc操作而設計的雙可重觸發單穩態多諧振蕩器。它們具有以下顯著特點：

• 寬工作電壓范圍：能夠在2V至5.5V的電源電壓下穩定工作，適用于多種不同的應用場景。
• 施密特觸發器輸入：在 $overline{A}$、B 和 CLR 輸入上配備了施密特觸發器，具有足夠的滯后特性，能夠處理緩慢的輸入轉換速率，實現無抖動的輸出觸發。
• 可重觸發功能：允許通過重新觸發低電平有效（$overline{A}$）或高電平有效（B）輸入來延長基本脈沖持續時間，從而產生非常長的輸出脈沖。
• 清除功能：CLR 輸入可用于覆蓋 $overline{A}$ 或 B 輸入，提前終止輸出脈沖。
• 低脈沖持續時間變化：對于給定的外部定時組件，器件之間的輸出脈沖持續時間變化通常小于 ±0.5%。
• 無毛刺上電復位：在上電時，Q 輸出處于低電平狀態，$overline{Q}$ 輸出處于高電平狀態，無需施加復位脈沖即可實現無毛刺的輸出。

工作原理

脈沖觸發

脈沖觸發發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。通過三種方法可以觸發輸出脈沖：

1. $overline{A}$ 輸入為低電平，B 輸入變為高電平。
2. B 輸入為高電平，$overline{A}$ 輸入變為低電平。
3. $overline{A}$ 輸入為低電平，B 輸入為高電平，且清除（$overline{CLR}$）輸入變為高電平。

脈沖持續時間控制

輸出脈沖持續時間通過選擇外部電阻和電容值進行編程。外部定時電容必須連接在 $C{ext}$ 和 $R{ext}/C{ext}$（正）之間，外部電阻連接在 $R{ext}/C{ext}$ 和 $V{CC}$ 之間。為了獲得可變的脈沖持續時間，可以在 $R{ext}/C{ext}$ 和 $V_{CC}$ 之間連接一個外部可變電阻。此外，通過將 CLR 置為低電平，也可以縮短輸出脈沖持續時間。

重觸發和清除

一旦觸發，基本脈沖持續時間可以通過重新觸發低電平有效（$overline{A}$）或高電平有效（B）輸入來延長。而將 CLR 置為低電平則可以縮短脈沖持續時間。CLR 輸入可以覆蓋 $overline{A}$ 或 B 輸入，實現對輸出脈沖的靈活控制。

電氣特性和參數

絕對最大額定值

在使用 SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 時，需要注意其絕對最大額定值，以避免對器件造成永久性損壞。這些額定值包括電源電壓范圍、輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、輸入和輸出鉗位電流、連續輸出電流等。例如，電源電壓范圍為 0.5V 至 7V，輸入電壓范圍為 -0.5V 至 7V。

推薦工作條件

為了確保器件的正常工作，應遵循推薦的工作條件。這些條件包括電源電壓、輸入電壓、輸出電流、外部定時電阻、上電斜坡速率和工作溫度范圍等。例如，SN54AHC123A 的工作溫度范圍為 -55°C 至 125°C，SN74AHC123A 的工作溫度范圍為 -40°C 至 85°C。

電氣特性

文檔中還提供了詳細的電氣特性參數，如輸出高電平電壓、輸出低電平電壓、輸入電流、靜態電流、電容等。這些參數在不同的電源電壓和測試條件下有所不同，設計時需要根據具體需求進行選擇。

定時要求

在推薦的工作溫度范圍內，給出了不同電源電壓下的定時要求，包括 CLR 脈沖持續時間、A 或 B 觸發脈沖持續時間、脈沖重觸發時間等。例如，在 $V_{CC}=3.3V pm 0.3V$ 時，CLR 脈沖持續時間的最小值為 5ns。

開關特性

開關特性描述了輸入信號變化到輸出信號響應之間的時間延遲，包括 $t{PLH}$（低到高傳輸延遲）和 $t{PHL}$（高到低傳輸延遲）。這些參數在不同的負載電容和輸入信號下有所不同，對于高速應用設計非常重要。

應用注意事項

噪聲抑制

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器，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 $C{ext}$ 的值較大時，在關閉 ’AHC123A 器件電源時可能會出現問題。因為電容器中存儲的能量會通過引腳 2 或引腳 14 上的保護二極管從 $V{CC}$ 放電。為了避免損壞器件，必須將輸入保護二極管中的電流限制在 30mA 以內，因此 $V{CC}$ 電源的關斷時間不能快于 $t = V{CC} × C{ext} / 30mA$。在需要快速降低 $V{CC}$ 到零的情況下，建議使用外部鉗位二極管。

輸出脈沖持續時間計算

輸出脈沖持續時間 $t_w$ 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，$K$ 值可以從相關圖表中確定。

重觸發數據

最小輸入重觸發時間 $t{MIR}$ 是初始信號之后重新觸發輸入所需的最短時間，$t{MIR} = 0.30 × tw$。重觸發時間 $t{RT} = tw + t{PLH}$，其中 $t_{PLH}$ 為傳播延遲。為了確保重觸發輸出，從輸入脈沖結束到重觸發輸出開始的最小時間應約為 15ns。

封裝和訂購信息

SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 提供多種不同的封裝選項，包括 PDIP、SOIC、SSOP、TSSOP、TVSOP、CDIP、CFP 和 LCCC 等。不同的封裝適用于不同的應用場景和安裝要求。在訂購時，需要根據具體的需求選擇合適的器件型號和封裝類型。

總結

SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 雙可重觸發單穩態多諧振蕩器是一種功能強大、性能穩定的電子元件，適用于多種不同的應用場景。通過合理選擇外部電阻和電容值，可以精確控制輸出脈沖的持續時間。在設計過程中，需要注意電氣特性、定時要求、開關特性等參數，并遵循應用注意事項，以確保器件的正常工作和系統的穩定性。

大家在實際應用中有沒有遇到過類似器件的問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。