数字电子技术基础第五版第十章.ppt

第十章 脉冲波形的产生和整形 10.1 10.1 概述概述一、获取矩形脉冲的方法一、获取矩形脉冲的方法 1. 1. 脉冲波形产生电路脉冲波形产生电路 2. 2. 脉冲波形整形电路脉冲波形整形电路二、描述矩形脉冲特性的主要参数二、描述矩形脉冲特性的主要参数 10.2 10.2 施密特触发器（一种常用的脉冲整形电路）施密特触发器（一种常用的脉冲整形电路）10.2.1 10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器与第五章中的触发器含义不同G1,G2为CMOS反相器P81,图3.3.12CMOS反相器的电压传输特性 当 从0逐渐升高,并使 时,电路的状态将迅速转换为2.当VT+称为输入信号vI的正向阈值电压正向阈值电压VTH=设此时VI =VT+则有：3.当 从高电平 逐渐下降时,有当 下降到使 时,电路的状态将迅速转换为,可得VDD=2VTHVT-称为输入信号vI的负向阈值电压负向阈值电压VTH=设此时VI =VT-则有：正向阈值电压:负向阈值电压:回差电压:施密特触发器的电路符号VTH=VTH正向变化过程负向变化过程CMOS反相器的电压传输特性施密特触发器的电压传输特性 施密特触发器的主要特点：施密特触发器的主要特点： 1. 1. 输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的 电平不同电平不同, ,分别为分别为 和和 ; ; 2. 2. 电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿 变陡。

变陡10.2.3 10.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用二、用于鉴幅二、用于鉴幅一、用于波形变换一、用于波形变换三、用于脉冲整形三、用于脉冲整形 10.3 10.3 单稳态触发器单稳态触发器 特点：特点： ① ①有一个有一个稳态稳态和一个和一个暂稳态暂稳态 ② ②在外界触发信号作用下，能从在外界触发信号作用下，能从稳态稳态→→暂稳态暂稳态，维持，维持 一段时间后再一段时间后再自动返回自动返回稳态 ③ ③暂稳态暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数维持的时间长短取决于电路内部参数10.3.1 10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器一、积分型一、积分型单稳态触发器单稳态触发器 G1G1和和G2G2为为TTLTTL门门1. 原理分析2. 2. 性能参数计算性能参数计算输出脉宽：输出脉宽：放电回路输出脉宽二、微分型单稳态触发器二、微分型单稳态触发器1. 1. 原理分析原理分析 G1G1和和G2G2为为CMOSCMOS门门C暂稳态时, ,C开始充电这期间vd维持低电平暂稳态时, ,C开始充电2 2、性能参数计算、性能参数计算输出脉宽：等于输出脉宽：等于V VI2I2从从0 0充电至充电至V VTHTH的时间。

的时间电容充电等效电路电容放电等效电路10.3.2 10.3.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器电路结构与工作原理电路结构与工作原理 (74 121)(74 121)微分型单稳控制附加电路74121的功能表,见P47210.4 10.4 多谐振荡器（自激振荡，不需要外加触发信号）多谐振荡器（自激振荡，不需要外加触发信号）10.4.1 10.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器一、工作原理（一、工作原理（TTLTTL））(1)(1)静态（未振荡）静态（未振荡）时应是不稳定的时应是不稳定的二、电压波形二、电压波形三、振荡频率计算三、振荡频率计算10.4.2 10.4.2 非对称式多谐振荡器非对称式多谐振荡器一、工作原理（一、工作原理（CMOSCMOS））二、电压波形二、电压波形10.4.3 10.4.3 环形振荡器环形振荡器一、最简单的环形振荡器一、最简单的环形振荡器二、实用的环形振荡器二、实用的环形振荡器（（TTLTTL））10.4.4 10.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器10.4.5 10.4.5 石英晶体多谐振荡器（自学）石英晶体多谐振荡器（自学）１９２２年　　美国 卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。

　 巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一作业：P501，10.3，10.910.5 55510.5 555定时器及其应用定时器及其应用10.5.1 55510.5.1 555定时器定时器 （数（数/ /模混合模混合ICIC）） 一、电路结构一、电路结构 1) 1) 电压比较器（电压比较器（C1,C2 C1,C2 ) ); 3) ; 3) 输出缓冲器（输出缓冲器（G3,G4G3,G4) ); ; 2) SR 2) SR锁存器锁存器; 4) OC; 4) OC输出的三极管（输出的三极管（T TD D））放电三极管置零端接C1的反相端接C2的同相端总共八个管脚输输 入入输输 出出 0 0 X X X X 0 0导通导通 1 1 0 0导通导通 1 1不变不变不变不变 1 1 1 1截止截止 1 1 1 1截止截止参考电位:判定vc1,vc2的高低,并确定Q及Q’的状态,以此决定VO的输出.10.5.2 10.5.2 用用555555定时器接成施密特触发器定时器接成施密特触发器 将555定时器的VI1和VI2两个输入端连在一起, 作为信号输入端,即构成施密特触发器. 施密特触发器的特点在于：有两个阈值电压VT+和VT-1.先分析VI从0逐渐升高的过程:i)当 时,Vc1=1、Vc2=0, Q=1, 则Vo=VoH；ii)当 时,Vc1=1、Vc2=1, Q=1, 则Vo=VoH保持不变；iii)当 时,Vc1=0、Vc2=1, Q=0, 则Vo=VoL；故 VT+ =2.再分析VI从高逐渐下降的过程:i)当 时,Vc1=0、Vc2=1, Q=0, 则Vo=VoL；ii)当 时,Vc1=1、Vc2=1, Q=0, 则Vo=VoL保持不变；iii)当 时,Vc1=1、Vc2=0, Q=1, 则Vo=VoH；故 VT- =10.5.3 10.5.3 用用555555定时器接成单稳态触发器定时器接成单稳态触发器 1. TD 与R构成反相 器，其输出接vI1 2. VI接vI2 3. 管脚7、1间接入电容C因此，稳态时，VI=1，VC1=VC2=1，Q=0，VO=0, TD导通返回稳态性能参数：性能参数：暂稳态输出的宽度暂稳态输出的宽度10.5.4 10.5.4 用用555555接成多谐振荡器接成多谐振荡器TD与R1接成反相器，它的输出vOD与vO在高、低电平状态上完全相同。

如希望q<50%?作业：P504，10.19，10.2210.610.6用用multisimmultisim分析脉冲电路分析脉冲电路例例: :分析下图用分析下图用555555定时器接成的多谐振荡器求出输出电压的定时器接成的多谐振荡器求出输出电压的波形和震荡频率波形和震荡频率。