数字电子技术第六章脉冲产生与整形电路

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1、第六章脉冲产生与整形电路第六章概述一、矩形脉冲的基本特性1.矩形脉冲的二值性矩形脉冲二进制数字信号高、低电平1、02.矩形脉冲的特性参数TT—脉冲周期UmUm—脉冲幅度0.5UmtWtW—脉冲宽度0.1Um0.9Umtrtr—上升时间tftf—下降时间3.获得脉冲的方法：1）自激振荡电路直接产生矩形脉冲。由多谐振荡器来实现555定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。2）将已有波形（正弦波、锯齿波等）整形为矩形脉冲。由施密特触发器和单稳态触发器来实现二、555定时器1.电路组成分压器比较器RS触发器输出缓冲晶体管开关+VCCuOT

2、D5k5k5k83165724&&1uD控制电压输入端CO高触发端TH电源端直接置0端输出端放电端DIS低触发端TR接地端GND2.基本功能+VCCuOTD5k5k5k83165724&&1uDCOTHTR0UOL饱和导通>2VCC/3111UOL>VCC/3饱和导通<2VCC/3>VCC/3不变不变<2VCC/3

3、拉电流1mA灌电流3.2mA6.1施密特触发器（SchmittTrigger）6.1.1用555定时器构成的施密特触发器一、普通反相器和施密特反相器的比较AY1普通反相器uAUTHuY?TTL：1.4VCMOS施密特反相器AYuAUT+UT–上限阈值电压下限阈值电压uY回差电压：二、电路组成及工作原理+VCCuO1TD83165724&&1uI工作原理011010UCO外加UCO时,可改变阈值和回差电压+VDDuO2uI上升时与2VCC/3比uI下降时与VCC/3比OuIuOUOHUOL三、滞回特性及主要参数1.滞回特性UT–OuIuOUOHUOLUT+uI增大时与

4、上限阈值比特点:uI减小时与下限阈值比上限阈值电压2.主要静态参数回差电压下限阈值电压回差电压UT=UT+–UT–OuO/Vt[例]试对应输入波形画出下图中输出波形。184355557+12V0.01FuIuO260uI/Vt246810THTRuIuO+12VUT+UT-abcdefUOH解：UT+=2/3VCC=8VUT-=1/3VCC=4V因此可画出输出波形为电路构成反相输出的施密特触发器6.1.3施密特触发器的应用举例一、接口与整形1.接口MOS或CMOS1把缓变输入信号转换为TTL系统要求的脉冲正弦波振荡器12.整形输入输出UT+UT–二、阈值探测、脉

5、冲展宽1.阈值探测输入UT–UT+输出2.脉冲展宽CAuOuIuAuIuAuOUT+UT–6.2单稳态触发器特点:1.只有两种状态:稳态和暂稳态；2.外来触发（窄）脉冲使:稳态暂稳态稳态；3.暂稳态持续时间仅取决于电路参数,与触发脉冲无关。用途；定时：产生一定宽度的方波。延时：将输入信号延迟一定时间后输出。整形：把不规则波形变为宽度、幅度都相等的脉冲。6.2.1用555定时器构成的单稳态触发器一、电路组成+VCCuO83165724&&1TDQRCuIuCuI与VCC/3比较uC与2VCC/3比较62784153555RC++VCC0.01FuI+uC–uIV

6、CC0uC02VCC/3VCCuOtw二、工作原理、工作波形与参数估算1.稳定状态接通电源后VCC经R向C充电，使uC上升。uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC该电路触发信号为负脉冲，不加触发信号时，uI=UIH(应>1/3VCC)。当uC≥2/3VCC时，满足TR=uI>1/3VCC，TH=uI≥2/3VCC,因此uO为低电平，V导通，电容C经放电管V迅速放电完毕，uC0V。这时TR=UIH>1/3VCC，TH=uC0<2/3VCC，uO保持低电平不变。因此，稳态时uC0V，uO为低电平。充电工作原理导通放电VuCOtOuOtUOLU

7、OHtWOOtUIHuItWIVCC0VUOLUIH2.触发进入暂稳态二、工作原理、工作波形与参数估算uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC当输入uI由高电平跃变为低电平(应<1/3VCC)时，使TR=UIL<1/3VCC而TH=uC0V<2/3VCC，因此uO跃变为高电平，进入暂稳态，这时放电管V截止，VCC又经R向C充电，uC上升。UILUOH充电3.自动返回稳定状态(二)工作原理、工作波形与参数估算uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC2.触发进入暂稳态UIHUOLTH≥2/3VCC放电V当输入uI由高电平跃变