[工学]数字电子技术及实验ch

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1、数字电子技术及实验第六章脉冲信号的产生和整形6.1多谐振荡器振荡器无稳态电路多谐含丰富高次谐波6.1.1CMOS逻辑门组成的多谐振荡器分析基础CMOS:“1”“0”1.电路等效2.RC电路的瞬态变化RCEic三要素:Vc(t)=Vc(∞)+[Vc(0+)―VC(∞)]e-t/RCt=RClnVC(∞)―VC(0+)VC(∞)―VC(t)VC(∞)=EVC(0+)=0t=RClnEE―VC(t)例:E―V1E―V2t2=RClnt1=RCln0―V20―V1=RClnV2V1T=t1+t2f=1T例:t3VVth=1.4Vtt=RClnVC(∞)―VC(0+)VC(∞)―

2、VC(t)=RCln31.43.Vth(转折电平)TTL≈1.4VCMOS=1/2VDDCMOS反相器构成的多谐振荡器:11RCUiU01U02010工作原理:充电等效电路:RVDDC放电等效电路:RCVDD101RVDDCRCVDDUit0VthVDD+0.7―0.7Vt1t2tVDDU02t1=RCln0―(VDD+0.7)0―Vth≈RClnVDDVth≈RCln2t2=RClnVDD―(―0.7)VDD―VthT=t1+t2=2ln2RC=1.4RC≈RCln26.1.2555构成的多谐振荡器555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。用它可以构

3、成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。555定时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。结构:1.分压器：由三个等值电阻构成2.比较器：由电压比较器C1和C2构成3.R-S触发器4.放电开关管TVAVB输出端电压控制端高电平触发端低电平触发端放电端复位端UCC分压器比较器R-S触发器放电管地++C1++C2QQRDSD5K5K5KT24567831<2/3UCC<1/3UCC10>2/3UCC>1/3UCC01<2/3UCC>1/3UCC11>2/3UCC<1/3UCC00RDSDV6V2比较结果1/3UCC不允许2/3UCC++C1++C2..5

4、K5K5KVAVBUCCRDSD5621.V4=“0”:T导通V3=“0”2.V6≥2/3VCCV2≥1/3VCC:Rd=“0”Sd=“1”T导通V3=“0”3.V6≤2/3VCCV2≥1/3VCC:Rd=Sd=“1”V3不变4.V6≤2/3VCCV2≤1/3VCC:Rd=“1”Sd=“0”T截止V3=“1”多谐振荡器是一种无稳态触发器，接通电源后，不需外加触发信号，就能产生矩形波输出。由于矩形波中含有丰富的谐波，故称为多谐振荡器。多谐振荡器是一种常用的脉冲波形发生器,触发器和时序电路中的时钟脉冲一般是由多谐振荡器产生的。UCC++C1++C2QQRDSD...5K5K

5、5KVAVBT13245678(复位端)(地)uO1.由555定时器组成的多谐振荡器接通电源通电前uC=0011100>2/3UCCRD=1SD=0..uCR1R2.+–C充电C放电1<1/3UCC48562713+UCCuO.uC..CR1R2tp1tp22/3UCC1/3UCCRD=1SD=0Q=1Q=0T截止Q=0Q=1T导通RD=0SD=1tp1=(R1+R2)Cln2=0.7(R1+R2)Ctp2=R2Cln2=0.7R2CT=tp1+tp2=0.7(R1+2R2)C接通电源C充电C放电uCtOuOtOf=1/T占空比可调的方波:tP1TD=×100%压控振荡

6、器正向压控振荡器负向压控振荡器例：多谐振荡器构成水位监控报警电路水位正常情况下，电容C被短接，扬声器不发音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始工作，扬声器发出报警。6.2单稳态电路单稳态触发器只有一个稳定状态。在未加触发脉冲前，电路处于稳定状态；在触发脉冲作用下，电路由稳定状态翻转为暂稳定状态，停留一段时间后，电路又自动返回稳定状态。暂稳定状态的长短，取决于电路的参数，与触发脉冲无关。单稳态触发器一般用做定时、整形及延时。单稳态触发器可重复触发型不可重复触发型暂稳态期间如再次被触发，对原暂稳时间无影响，输出脉冲宽度tW仍从第一次触发开始计算。暂稳态期间如再次被触发，

7、输出脉冲宽度可在此前暂稳态时间的基础上再展宽tW。单稳工作波形举例不可重复触发型单稳输出波形可重复触发型单稳输出波形输入波形OuItOuOtOuOttWtWtWtW暂稳态期间不能再次触发。暂稳态期间能再次触发。其输出脉宽将在原暂稳态时间基础上再展宽tW。触发脉冲到来时，输出翻转为暂稳态，经暂稳态持续时间tW后重新自动回到稳态。外触发脉冲未来时，输出为稳态。6.2.2555构成的单稳触发器(地)ucR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(复位端)uO65271010Q=1010110稳定状态Q=0+