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图 反相器的多组串联方式 从逻辑关系分析,用一级反相器肯定和三组反相器的结果是一样的,为何白白浪费两组呢? 无论数字电路或放大器,因输入阻抗较高,当其突置时,其输出端电压是不确定(输出级电路是不安分)的,这和无业游民多了会增加社会的不因素,是一个道理。那么使其就业哪怕是一个闲职也好。 每个反相器芯片内往往包含多组反相器,如74HC14,即内含6组反相器电路,恰好有两组剩余时,构成图5电路,就算是较好的安置方法了。
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以芯片供电+5V为例。电路对输入高、低电平的识别为:输入信号低于1.5V为低电平,**3V以上为高电平,在1.6V~2.9V以内,为非法信号。其输出低电平,则接近0V,输出高电平接近+5V。 图1 集成反相器电路之一及波形图 (1)静态或传输直流信号时,IN=0V,OUT=Vcc,或为相反状态。 (2)动态传输脉冲信号时,用直流电压挡测量,有直流平均化倾向,反映脉冲占空比的大小,接近示波器所测信号平均值。 a、若输入信号幅度与芯片供电电压幅度相等(如为5V),并且输入信号为方波时: IN=OUT=2.5V b、若输入信号幅度与芯片供电电压幅度相等(如为5V),但输入信号不为方波(如图1中输入信号占空比约为1/3)时: IN约为1.6V左右,OUT约为3.3V左右。可以想见,若输入信号占空比为30%,反相后输出信号占空比即为70%。输入、输出呈互补关系,其和应接近于Vcc。 即IN+OUT=5V。 因而反相器若用于传输非方波的脉冲信号。在线所测输入、输出电压可能是乱七八糟的数值,其正常与否,可用IN+OUT=5V此式验之,若符合,即为正常。否则即为反常。 c、若输入信号幅度与芯片供电电压幅度不等(如输入信号较大幅度为3.3V,而芯片供电电压为5V),输入信号不为方波(如图1中输入信号占空比约为1/3)时,可由输入信号幅度推算占空比,进而推算出输出电压值。 则测IN=1V(较大幅度为3.3V),推算输入信号占空比约为30%,反相后其占空比约为70%(较大幅度为5V),则OUT=3.5V左右,电路传输正常。
图2 反相器电路形式之二——高电压大电流驱动器 上图虚线框内为外部负载电路。芯片供电为+5V,输入信号幅度在0~5V以内。输出级为开路集电极输出模式,外部负载电路可以根据需要采用更高的供电电压和较大的工作电流。典型电路如ULN2003A等,可直接驱动继电器,电喇叭,信号灯等负载。在应用中较灵活。 在线检测:IN=0V,OUT=24V;IN=5V,OUT=0V。仍符合反相器规则。
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图1 三极管反相器电路及输入、输出信号波形示意图 反相器之所以成为反相器,除电路结构适宜处理开关量信号以外,输入信号也须为“合法”信号,即具备性格鲜明的“开、关”特点,而且电压幅度也符合要求。若为反相器输入线性信号或电压幅度不适宜,反相器可能对此不知所措,此为非法信号——别怪反相器输出不正常。共发射较电路(并合理设置其静态工作点)即典型的反相器电路。其输入、输出信号变化趋势呈反向关系。 在线检测:Vbe = 0.7V(高电平),Vc=0V(低电平);Vbe = 0V(低电平),Vc=Vcc(高电平)。若传输方波信号,其动态信号电压Vbe = 0.3V左右,Vc=Vcc/2。 正常状态仅为此。此外为故障状态。 |
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