数字电子技术 第10章 脉冲波形的产生与整形

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1、第十章脉冲波形的产生和整形10.1概述10.2施密特触发器（特点及其应用）10.3单稳态触发器（特点及其应用）10.4多谐振荡器（特点及其应用）10.5555定时器及其应用*****1获取矩形脉冲波形的途径有两种：1、脉冲波形发生电路：利用多谐振荡器直接产生。2、脉冲波形整形电路：利用整形电路把周期性变化的波形变换为符合要求的矩形脉冲。在同步时序电路中，作为时钟信号的时钟脉冲控制和协调着整个电路的工作。因此，时钟脉冲的特性直接关系到系统能否正常的工作。为了定量描述矩形脉冲的特性，给出几个主要参数:10.1概述2描述矩形脉冲特性的主要参数:脉冲

2、周期T脉冲幅度Vm上升时间tr占空比q=tw/T脉冲频率f=1/T脉冲宽度tw下降时间tf3特点：1、输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换时对应的输入电平不同。10.2施密特触发器（常用的一种脉冲整形电路）VT+VT-0vIvO（VT+≠VT-）应用：常用于波形变换、鉴幅和脉冲整形。2、电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡。符号：施密特传输门施密特与非门施密特非门′410.2.1用门电路组成的施密特触发器将两级反相器串接起来，同时通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端，即构成施密特触发器。G1，G2为CMOS反相器。VI=0时，

3、VO=VOL0，VA0电路：符号：′51、当VI从0逐渐升高到使得VA≥VTH时，电路发生正反馈，如图所示:VAVoVo1正向阈值电压VT+：VI上升过程中电路状态发生转换时对应的输入电平。即VA=VTH时的VI=VT+电路状态迅速转换为Vo=VOHVDDVT+VTH06VAVoVo12、当VI从VDD逐渐下降到使得VA≤VTH时,电路发生正反馈,如图所示:电路状态迅速转换为Vo=VOL0负向阈值电压VT-：VI下降过程中电路状态发生转换时对应的输入电平。即VA=VTH时的VI=VT-VT-VTHVDD7电压传输特性曲线：回差电压∆V

4、T=VT+—VT-负向阈值电压VT-正向阈值电压VT+以V'0作输出端反相输出的施密特触发器同相输出的施密特触发器′VT+VT-0vIvOVT+VT-0vIv'O810.2.3施密特触发电路的应用1.波形变换:将边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。2.脉冲鉴幅：可在输入的一系列幅度各异的脉冲信号中选出幅度大于VT+的脉冲输出。10.2.2集成施密特触发器(略)93.脉冲整形：在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，可通过施密特触发电路整形成矩形脉冲。1010.3单稳态触发器特点：第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状

5、态；第二，在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，电路能自动返回稳态；第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。单稳态触发器被广泛用于脉冲整形、延时（产生滞后于触发脉冲的输出脉冲）以及定时（产生固定时间宽度的脉冲信号）等单稳态触发器的暂稳态通常是靠RC电路的充、放电过程来维持的。根据RC电路的不同接法，分为微分型和积分型两种.应用：11一、微分型单稳态触发器:采用CMOS门电路和RC微分电路稳态:V0=0暂稳态:V0=1上升沿触发12输出脉冲幅度：Vm=VOH-VOLVDD输出

6、脉冲宽度：工作波形13二、积分型单稳态触发器:采用TTL门电路稳态:V0=1暂稳态:V0=0上升沿触发14单稳态触发器的应用1.延时与定时图中，vO1的下降沿比vI的触发沿滞后了时间tW。当vO1=1时，与门打开，vO=vF。当vO1=0时，与门关闭，vO为低电平。显然与门打开的时间是恒定不变的，就是单稳输出脉冲vO1的宽度tW。（2）定时（1）延时tWvIvO1vFvO单稳1vIOv单稳1vIOvO1vIvOvo1单稳与门vF152.整形单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态

7、电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。tVi0tVo0单稳1vIOvOtW1610.4多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器。在接通电源以后不需要外加触发信号，便能自动地产生矩形脉冲。由于矩形波中含有丰富的高次谐波分量，所以又把矩形波振荡器称为多谐振荡器。10.4.1对称式多谐振荡器1710.4.2非对称式多谐振荡器10.4.3环形振荡器利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接构成。实用的环形振荡器1810.4.4用施密特触发器构成的多谐振荡器10.4.5石英晶体多谐振荡器振荡器的频率稳定性高19555定时器是一种多用途的数字—

8、—模拟混合集成电路，可以方便的构成施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器。双极型产品型号最后数码为555、556，CMOS型产品型号最后数码为7555、7556。1