cd4013中文资料详细介绍

信号处理电子电路图

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描述

  在电子技术中,N/2(N为奇数)分频电路有着重要的应用,对一个特定的输入频率,要经N/2分频后才能得到所需要的输出,这就要求电路具有N/2的非整数倍的分频功能。CD4013是双D触发器,在以CD4013为主组成的若干个二分频电路的基础上,加上异或门等反馈控制,即可很方便地组成N/2分频电路。

  CD4013由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出。此器件可用作移位寄存器,且通过将Q输出连接到数据输入,可用作计数器和触发器。在时钟上升沿触发时,加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关,而分别由置位或复位线上的高电平完成。

  工作原理

  设电路初始状态均在复位状态,Q1、Q2端均为低电平。当fi信号输入时,由于输入端异或门的作用(附表是异或门逻辑功能表),其输出还受到触发器IC2的Q2端的反馈控制(非门F2是增加的一级延迟门,A点波形与Q2相同)。在第1个fi时钟脉冲的上升沿作用下,触发器IC1、IC2均翻转。由于Q2端的反馈作用使得异或门输出一个很窄的正脉冲,宽度由两级D触发器和反相门的延时决定。当第1个fi脉冲下跳时,异或门输出又立即上跳,使IC1触发器再次翻转,而IC2触发器状态不变。这样在第1个输入时钟的半个周期内促使IC1触发器的时钟脉冲端CL1有一个完整周期的输入,但在以后的一个输入时钟的作用下,由于IC2触发器的Q2端为高电平,IC1触发器的时钟输入跟随fi信号(反相或同相)。本来IC1触发器输入两个完整的输入脉冲便可输出一个完整周期的脉冲,现在由于异或门及IC2触发器Q2端的反馈控制作用,在第1个fi脉冲的作用下得到一个周期的脉冲输出,所以实现了每输入一个半时钟脉冲,在IC1触发器的Q1端取得一个完整周期的输出。

  特性

  1.电路工作原理是,在第n个周期,末级两分频器的输出为高电平时,输入时钟脉冲的上升沿使分频电路工作;在第n+1个周期,末级两分频器的输出为低电平时,输入时钟脉冲的下降沿使分频电路工作。

  2.电路采用的是异步触发形式,各触发器的初始状态不会影响到分频的功能。如果要求初始状态为“0”状态,可以将D触发器的复位端R引出,接至复位控制电路。

  3.输入信号fi的最高工作频率fimax除受到CMOS元件fM的限制外,还受到D触发器、反馈门翻转延迟和电容C滤波频率特性的影响,所以应尽可能提高fi的值。一般情况下,最高工作频率fimax在几百千赫以下。用CD4013双D触发器做的脉冲4分频器

  CD4013

  CD4013应用电路:

  图5(左)和图(右)中的CD4013是CMOS双D触发器,这类电路置位和复位信号是高电平有效,由于开关闭合时电容可视为短路而产生高电平,使RD=1,Q=0;若将此信号加到SD,则SD=1,Q=1;置位、复位过后,电容充电而使RD(SD)变为0,电路可进入计数状态。

  CD4013

  CD4013应用

  图1是用CD4013制作的触摸开关。CD4013是双D触发器,分别接成一个单稳态电路和一个双稳态电路。单稳态电路的作用是对触摸信号进行脉冲展宽整形,保证每次触摸动作都可。双稳态电路用来驱动晶闸管VS。当人手摸一下M,人体泄漏的交流电在电阻R2上的压降,其正半周信号进入③脚CP1端,使单稳态电路翻转进入暂态.其输出端Q1即①脚跳变为高电平,此高电平经R3向C1充电,使④电位上升,当上升到复位电平时,单稳态电路复位,①脚恢复低电平。所以每触摸一次M,①脚就输出一个固定宽度的正脉冲。此正脉冲将直接加到11脚CP2端,使双稳态电路翻转一次,其输出端Q2即13脚电平就改变一次。当13脚为高电平时.VS开通,电灯EI点亮。这时电容C3两端的电压会跌落到3v左右,发光管VD6熄灭,由于cmos电路的微功耗特点,所以集成块仍能正常工作。当13脚输出低电平时。VS失去触发电流,当交流电过零时即关断,EI熄灭。这时C3两端电压又恢复到VD5的稳压值12v,VD6发光用来指示开关的位置。由此可见,每触摸一次M,就能实现电灯“开”或“关”,它对外也仅两根引出线,故安装与使用都十分方便。

  但是此开关易受到其它电器通电感应而启动,经实验只要在控制端3脚与地之间接一个0.047μF的瓷片电容即可。

  CD4013引脚如下图所示:

  CD4013

  1D、2D:数据输入端

  1CP、2CP:时钟输入端

  1Q、2Q:原码输出端

  1 /Q、2 /Q:反码输出端

  1SD、2SD:直接置位端

  1RD、2RD:直接复位端

  VDD:电源正VSS:地

  简单易理解的方法:一个D有6个端子:2个输出,4个控制。4个控制分别是R、S、CP、D。R和S不能同时为高电平。当R为1、S为0时,输出Q一定为0,因此R可称为复位端。当S为1、R为0时,输出Q一定为1。当R、S均为0时,Q在CP端有脉冲上升沿到来时动作,具体是Q=D,即若D为1则Q也为1,若D为0则Q也为0。

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