深入解析SN54AHC123A和SN74AHC123A双可重触发单稳态多谐振荡器

在电子设计领域，单稳态多谐振荡器是一种常用的电路元件，可用于产生特定宽度的脉冲信号。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的SN54AHC123A和SN74AHC123A双可重触发单稳态多谐振荡器，了解它们的特性、工作原理、应用注意事项以及相关的技术细节。

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产品概述

SN54AHC123A和SN74AHC123A是专为2V至5.5V Vcc操作而设计的双可重触发单稳态多谐振荡器。它们具有以下显著特点：

• 宽工作电压范围：能够在2V至5.5V的电源电压下稳定工作，适用于多种不同的应用场景。
• 施密特触发器输入：在 $overline{A}$、B 和 CLR 输入上配备了施密特触发器，具有足够的滞后特性，能够处理缓慢的输入转换速率，实现无抖动的输出触发。
• 可重触发功能：允许通过重新触发低电平有效（$overline{A}$）或高电平有效（B）输入来延长基本脉冲持续时间，从而产生非常长的输出脉冲。
• 清除功能：CLR 输入可用于覆盖 $overline{A}$ 或 B 输入，提前终止输出脉冲。
• 低脉冲持续时间变化：对于给定的外部定时组件，器件之间的输出脉冲持续时间变化通常小于 ±0.5%。
• 无毛刺上电复位：在上电时，Q 输出处于低电平状态，$overline{Q}$ 输出处于高电平状态，无需施加复位脉冲即可实现无毛刺的输出。

工作原理

脉冲触发

脉冲触发发生在特定的电压电平上，与输入脉冲的转换时间没有直接关系。通过三种方法可以触发输出脉冲：

1. $overline{A}$ 输入为低电平，B 输入变为高电平。
2. B 输入为高电平，$overline{A}$ 输入变为低电平。
3. $overline{A}$ 输入为低电平，B 输入为高电平，且清除（$overline{CLR}$）输入变为高电平。

脉冲持续时间控制

输出脉冲持续时间通过选择外部电阻和电容值进行编程。外部定时电容必须连接在 $C{ext}$ 和 $R{ext}/C{ext}$（正）之间，外部电阻连接在 $R{ext}/C{ext}$ 和 $V{CC}$ 之间。为了获得可变的脉冲持续时间，可以在 $R{ext}/C{ext}$ 和 $V_{CC}$ 之间连接一个外部可变电阻。此外，通过将 CLR 置为低电平，也可以缩短输出脉冲持续时间。

重触发和清除

一旦触发，基本脉冲持续时间可以通过重新触发低电平有效（$overline{A}$）或高电平有效（B）输入来延长。而将 CLR 置为低电平则可以缩短脉冲持续时间。CLR 输入可以覆盖 $overline{A}$ 或 B 输入，实现对输出脉冲的灵活控制。

电气特性和参数

绝对最大额定值

在使用 SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 时，需要注意其绝对最大额定值，以避免对器件造成永久性损坏。这些额定值包括电源电压范围、输入电压范围、输出电压范围、输入和输出钳位电流、连续输出电流等。例如，电源电压范围为 0.5V 至 7V，输入电压范围为 -0.5V 至 7V。

推荐工作条件

为了确保器件的正常工作，应遵循推荐的工作条件。这些条件包括电源电压、输入电压、输出电流、外部定时电阻、上电斜坡速率和工作温度范围等。例如，SN54AHC123A 的工作温度范围为 -55°C 至 125°C，SN74AHC123A 的工作温度范围为 -40°C 至 85°C。

电气特性

文档中还提供了详细的电气特性参数，如输出高电平电压、输出低电平电压、输入电流、静态电流、电容等。这些参数在不同的电源电压和测试条件下有所不同，设计时需要根据具体需求进行选择。

定时要求

在推荐的工作温度范围内，给出了不同电源电压下的定时要求，包括 CLR 脉冲持续时间、A 或 B 触发脉冲持续时间、脉冲重触发时间等。例如，在 $V_{CC}=3.3V pm 0.3V$ 时，CLR 脉冲持续时间的最小值为 5ns。

开关特性

开关特性描述了输入信号变化到输出信号响应之间的时间延迟，包括 $t{PLH}$（低到高传输延迟）和 $t{PHL}$（高到低传输延迟）。这些参数在不同的负载电容和输入信号下有所不同，对于高速应用设计非常重要。

应用注意事项

噪声抑制

为了防止由于噪声引起的故障，建议在 $V{CC}$ 和 GND 之间连接一个高频电容器，并尽量缩短外部组件与 $C{ext}$ 和 $R{ext}/C{ext}$ 端子之间的布线长度。

掉电考虑

当 $C{ext}$ 的值较大时，在关闭 ’AHC123A 器件电源时可能会出现问题。因为电容器中存储的能量会通过引脚 2 或引脚 14 上的保护二极管从 $V{CC}$ 放电。为了避免损坏器件，必须将输入保护二极管中的电流限制在 30mA 以内，因此 $V{CC}$ 电源的关断时间不能快于 $t = V{CC} × C{ext} / 30mA$。在需要快速降低 $V{CC}$ 到零的情况下，建议使用外部钳位二极管。

输出脉冲持续时间计算

输出脉冲持续时间 $t_w$ 主要由外部电容 $C_T$ 和定时电阻 $R_T$ 的值决定。计算公式为 $t_w = K × R_T × C_T$，其中当 $C_T ≥ 1000pF$ 时，$K = 1.0$；当 $C_T < 1000pF$ 时，$K$ 值可以从相关图表中确定。

重触发数据

最小输入重触发时间 $t{MIR}$ 是初始信号之后重新触发输入所需的最短时间，$t{MIR} = 0.30 × tw$。重触发时间 $t{RT} = tw + t{PLH}$，其中 $t_{PLH}$ 为传播延迟。为了确保重触发输出，从输入脉冲结束到重触发输出开始的最小时间应约为 15ns。

封装和订购信息

SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 提供多种不同的封装选项，包括 PDIP、SOIC、SSOP、TSSOP、TVSOP、CDIP、CFP 和 LCCC 等。不同的封装适用于不同的应用场景和安装要求。在订购时，需要根据具体的需求选择合适的器件型号和封装类型。

总结

SN54AHC123A 和 SN74AHC123A 双可重触发单稳态多谐振荡器是一种功能强大、性能稳定的电子元件，适用于多种不同的应用场景。通过合理选择外部电阻和电容值，可以精确控制输出脉冲的持续时间。在设计过程中，需要注意电气特性、定时要求、开关特性等参数，并遵循应用注意事项，以确保器件的正常工作和系统的稳定性。

大家在实际应用中有没有遇到过类似器件的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。