《脉冲单元电路》word版

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1、第9章脉冲单元电路本章主要介绍了（1）脉冲信号（矩形脉冲）的波形及其参数。（2）施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器工作原理及其应用。（3）用门电路构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的基本原理及主要参数计算。（4）555定时器的电路结构和工作原理。（5）用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路结构和参数计算。教学基本要求掌握施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理及应用。掌握555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路结构和主要参数计算。理解集成单稳态触发器和晶体多谐振荡器基本工作原理；了解用门电路构成施密特触

2、发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路结构。重点与难点本章重点：555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路以及主要参数计算。本章难点：定时电路中电容充、放电过程和定时参数的计算。主要教学内容159.1  脉冲信号9.2  集成门构成的脉冲单元电路9.2.1  施密特触发器9.2.2  单稳态触发器9.2.3  多谐振荡器9.3  555定时器的应用9.3.1  用555定时器构成施密特触发器9.3.2  用555定时器构成单稳态触发器9.3.3  用555定时器构成自激多谐振荡器9.1脉冲信号从广义上讲，凡不具有连续正弦波形状的信号，几乎都可以统称为

3、脉冲信号。最常见的脉冲波形是方波和矩形波，如图9–1–1所示。图9–1–1常见脉冲波形实际脉冲电压波形从零值跃升到最大值，或从最大值降到零值时，都需要经历一定的时间，一般用上升时间tr和下降时间tf表示。图9–1–2为矩形脉冲信号的实际波形图。15图9–1–2矩形脉冲信号的实际波形图9.2  集成门构成的脉冲单元电路9.2.1施密特触发器常用的脉冲单元电路有施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，脉冲单元电路可由集成逻辑门构成。1.施密特触发器特点施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。它有两种稳定工作状态，触发器处于哪一种工作状态，取决于输入信号电平的高低

4、。当输入信号由低电平逐步上升到上限触发电平（VT+）时，电路状态发生一次转换；当输入信号由高电平逐步下降到下限触发电平（VT–）时，电路状态又会发生转换。两次状态转换时对应的输入电平值是不同的。施密特触发器电压传输特性如图9–2–1所示。施密特触发器的上限触发电平VT+和下限触发电平VT–的差值称为施密特触发器的回差电压ΔVT。在脉冲与数字技术中，施密特触发器常用于波形变换、脉冲整形及脉冲幅度鉴别等。图9–2–1施密特触发器电压传输特性2.用两级CMOS反相器构成的施密特触发器15用两级CMOS反相器构成的施密特触发器如图9–2–2所示。设CMOS电源为VDD，阈值

5、电压为，则施密特触发器的上限触发电平VT+、下限触发电平VT–和回差电压ΔVT分别为图9–2–2用两级CMOS反相器构成的施密特触发器改变电阻R1和R2的大小，可以调整回差电压值的大小。3.用TTL门构成的施密特触发器用TTL门构成的施密特触发器如图9–2–3所示。设TTL阈值电平为Vth，则施密特触发器的上限触发电平VT+、下限触发电平VT–和回差电压ΔVT分别为图9–2–3用TTL门构成的施密特触发器15改变电阻R1和R2的大小，可以调整回差电压值的大小。4.集成施密特触发器在集成门电路中，有带施密特触发器输入的反相器和与非门，带施密特触发器的反相器逻辑符号如图

6、9–2–4所示。图9–2–4带施密特触发器的反相器逻辑符号9.2.2单稳态触发器1.单稳态触发器特点单稳态触发器是广泛应用于脉冲整形、延时和定时的常用电路，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲的作用下，能从稳定状态翻转到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，电路又自动地翻转到稳态。暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与外界触发脉冲无关。2.集成门构成的单稳态触发器（1）微分型单稳态触发器。微分型单稳态触发器及其输出波形如图9–2–5所示。触发器由两个TTL与非门组成。其中Ri、Ci构成输入端微分电路，R、C构成微分型定时电路。其输出脉宽tW取决于RC充电

7、速度，近似估算公式为tw≈0.7(Ro+R)CRo=100Ω15图9–2–5微分型单稳态触发器及其输出波形在定时电路中，为了调整tW，通常以改变C作为粗调，改变R作为细调。R值选取应在64Ω＜R＜0.91kΩ之间。（2）积分型单稳态触发器。积分型单稳态触发器及其输出波形如图9–2–6所示，此电路要求输入vI比输出vO脉冲宽。如果要求在输入窄的触发脉冲时能够得到较宽的输出脉冲，可以采用如图9–2–7所示的电路，这时输入与输出均为负脉冲。图9–2–6积分型单稳态触发器及其输出波形图9–2–7宽脉冲输出电路（3）施密特触发器构成单稳态触发器。利用CMOS施密特触发器的