脉冲信号的产生与整形1

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1、第五章脉冲信号的产生与整形§5.1概述§5.2单脉冲的产生§5.3多谐振荡器§5.4单稳态触发器§5.5555定时器及其应用§5.1概述数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是：它的工作信号是离散时间的脉冲信号。最常用的脉冲信号是方波(矩形波)。如何产生方波以及对不理想的方波如何整形，是本章讨论的重点。§5.2单脉冲的产生+VCCFS按钮按放一次，便产生一个单脉冲。但是，由于按钮S机械动作经常伴有抖动现象，使得输出的方波很不理想，毛刺很大。这样的方波用到数字系统中很容易引起误动作。因此，这个电路没有实用价值。不按按钮时，Q＝0；按下按钮时，锁定器翻转，Q＝1

2、；松开按钮后，回到Q＝0。可见：按钮动作一次，Q端就输出一个正脉冲。QQ工作原理：&&S＋5VQQ改进的单脉冲发生电路§5.3多谐振荡器多谐振荡器,它可以由分立元件构成，也可以由集成电路构成，本节只讨论由集成电路构成多谐振荡器。5.3.1环形振荡器利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇数个与非门首尾相接，就可以构成一个简单的环形振荡器:&&&321uo3uo2uo1设uo3的初始状态为0:010101用波形图来表示uo3，则为：0tuo3优点:电路结构简单，所用元件少。缺点:频率太高，并且不可调整。&&&321uo3uo2uo1工作原理：01100改进方法：在

3、原电路的基础上添加RC延时电路，便可以克服上图的不足。&&&321uo3uo2uo1A123RRS100Cuo1uouo2工作原理A123RRS100Cuo1uouo2t0tuo0tuo20tuo10UTU110110001uAA123RRS100Cuo1uouo2T输出信号的周期近似为:T=2.2RCt0tuo0tuo20tuo10uAUT5.3.2RC耦合式振荡器0t0t0t0tuo1uR1uR2uo2UTUTR212R1C2C1uR2uR1uo2uo112R1R2C1C2uR2uR1uo2uo1微分电路该电路有两个缺点:1.不容易起振;2.电路

4、振荡频率的稳定性较差,容易受温度、元件性能、电源波动等因素的影响。为便于起振，将两个电阻改接成如图(b)示。(a)R212R1C2C1uR2uR1uo2uo112R1R2C2C1uo2uo1(b)只要适当选择它们的大小，使两个与非门的静态工作点均处于转移特性的中点，起振便比较容易。(a)R212R1C2C1uR2uR1uo2uo112R1R2C2C1uo2uo1(b)为获得稳定的振荡频率,可在振荡电路中串接石英晶体，组成石英晶体振荡器，如图(c)所示。12R1R2C2C1uo石英晶体(c)石英晶体的化学成分是SiO2,晶格结构为各向异性，是一种具有压电效应

5、的晶体。由石英晶体的阻抗与频率特性曲线可见石英晶体的选频特性很好。fXX>0感性X<0容性0石英晶体的阻抗与频率特性石英晶体的等效电路在晶体切片的两个对应面上加上交变电压时,晶体会出现机械变形振动并产生交变电场,这种现象就是压电效应。当外加电压的频率与晶体的固有频率相同时,其机械变形的幅度和交变电场幅度就都达最大,发生压电谐振。晶体的固有频率：取决於晶体的几何尺寸。压电效应:石英晶体振荡器常用作数字系统的基准信号。uo12R1R2C2C1石英晶体其振荡频率主要取决于石英晶体的固有频率§5.4单稳态触发器单稳态触发器简称“单稳”。单稳的突出特点是：输出端只有

6、一个稳定状态，另一个状态则是暂稳态。加入触发信号后,它可以由稳定状态转入暂稳态，但是，经过一定时间以后，它又会自动返回原来的稳定状态。稳定状态稳定状态暂稳态自动返回外部触发学习的重点：为什么会自动返回？需多少时间？5.4.1积分型单稳态触发器的工作原理0tuiuo1uAuo20t0t0tt1在ui脉冲到来以前，uo1是高电平，uo2是高电平。Auo1uo2RC12uiui正跳变uo1负跳变uA不突变C放电uA下降直到UTuo2负跳变uo2上跳；uA继续下降UTAuo1uo2RC12ui回答:有!…...讨论：对uA的放电快慢有无约束?t30tuiuo1uA

7、uo20t0t0tt1UTt2原因：若C的放电太慢，在t1~t3期间，变量uA>UT,在图中所示的情况下，uo2的上升边将由ui的下降边控制，故必须改进电路!(a)Auo1uo2RC12ui(b)uo1uo2RC12uiA&ui'34uo4uo1uo2RC12uiA&ui'34uo401001110101101015.4.2单稳态触发器的应用单稳的应用多种多样，如：整形、延时控制、定时顺序控制等等。例如“延时控制”:QAQCQBQDCPCLRRS0S1ABCDEFGH74LS194(1)R2C2AQ2R1C1AQ1B+5V移位输入DW1DW2时钟QAQCQ

8、BQDCPCLRRS0S174LS194(1)R1、C1、R2、C